JP2022513027A - 特性が改善された菌糸体材料の生成方法 - Google Patents

特性が改善された菌糸体材料の生成方法 Download PDF

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Abstract

本明細書に提供するのは、菌糸体材料の組成物、及びその製造方法である。同様に本明細書に提供するのは、アッパーと、該アッパーに取り付けられ、足を受け入れる内部の空洞を画定するラスティングボードと、該ラスティングボードと反対側で該アッパーに結合されたアウトソールとを含む、履物製品である。該アッパーは、菌糸体以外の生物由来の1つ以上のタンパク質を含む菌糸体材料の部分を少なくとも含む。【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2018年11月14日に出願された米国仮出願第62/767,433号、及び2018年12月19日に出願された米国仮出願第62/782,277号の利益を主張する。当該仮出願の内容は、その全体が参照することにより組み込まれる。
背景
菌糸体は、その生物学的効率、強度及び低環境フットプリントのため、次世代の持続可能な材料で、その関心が高まっている。この目的のために、絡み合わせた菌糸体のネットワークを、単独及び複合材料(すなわち、粒子と、繊維と、または繊維のネットワークを絡み合わせて)としての両方で成長させる様々な方法を様々な用途で議論してきた。しかしながら、現在開発中の菌糸体材料は、応力下での層間剥離及び引き裂きの増加等、機械的品質が不良であり、また、美的品質が不良である。従って、必要とされるのは、好ましい機械的特性、美的特性、及び他の利点を備えた改良された菌糸体材料、ならびに改良された菌糸体材料を製造するための材料及び方法である。
概要
1つの態様では、本明細書に提供するのは、培養菌糸体材料と、1つ以上のタンパク質とを含む組成物であり、該1つ以上のタンパク質は、該培養菌糸体材料が生成される由来の真菌種以外の種に由来する。
いくつかの実施形態では、該1つ以上のタンパク質は、植物源に由来する。
いくつかの実施形態では、該植物源は、エンドウ植物である。
いくつかの実施形態では、該植物源は、ダイズ植物である。
いくつかの実施形態では、該組成物は、染料を含む。
いくつかの実施形態では、該染料は、酸性染料、直接染料、合成染料、天然染料、及び反応染料からなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、該組成物は、可塑剤を含む。
いくつかの実施形態では、該可塑剤は、油、グリセリン及び加脂剤(fat liquor)からなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、該組成物は、柔軟である。
いくつかの実施形態では、該1つ以上のタンパク質は、架橋される。
いくつかの実施形態では、該1つ以上のタンパク質は、トランスグルタミナーゼで架橋される。
いくつかの実施形態では、該組成物は、酵素を含む。
いくつかの実施形態では、該酵素は、トランスグルタミナーゼを含む。
別の態様では、本明細書に提供するのは、染料で着色して発色させた培養菌糸体材料を含む組成物であり、該培養菌糸体材料の色は、該培養菌糸体材料の1つ以上の表面において実質的に均一である。
いくつかの実施形態では、該染料は、酸性染料、直接染料、合成染料、天然染料、及び反応染料からなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、該組成物は、該培養菌糸体材料が生成される由来の真菌種以外の種に由来する1つ以上のタンパク質を含む。
いくつかの実施形態では、該1つ以上のタンパク質は、植物源に由来する。
いくつかの実施形態では、該植物源は、エンドウ植物である。
いくつかの実施形態では、該植物源は、ダイズ植物である。
いくつかの実施形態では、該染料は、該組成物の内部全体に浸透する。
いくつかの実施形態では、該組成物は、可塑剤を含む。
いくつかの実施形態では、該可塑剤は、油、グリセリン及び加脂剤からなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、該組成物は、柔軟である。
いくつかの実施形態では、該組成物は、タンニンを含む。
いくつかの実施形態では、該組成物は、該組成物の1つ以上の表面に施される仕上げ剤を含む。
いくつかの実施形態では、該仕上げ剤は、ウレタン、ワックス、ニトロセルロース、または可塑剤からなる群から選択される。
別の態様では、本明細書に提供するのは、以下を含む、方法である:
培養菌糸体材料を生成する工程;
該培養菌糸体材料と、1つ以上のタンパク質とを含む組成物を生成するために、該培養菌糸体材料を、1つ以上のタンパク質を含む溶液と接触させる工程であって、該1つ以上のタンパク質は、該培養菌糸体材料が生成される由来の真菌種以外の種に由来する、工程;及び
該培養菌糸体材料を圧縮する工程。
いくつかの実施形態では、該接触工程は、該培養菌糸体材料を該溶液に沈めることを含む。
いくつかの実施形態では、該接触工程は、該培養菌糸体材料と該溶液を単一段階で接触させることを含む。
いくつかの実施形態では、該接触工程は、該培養菌糸体材料と該溶液を1以上の段階で接触させることを含む。
いくつかの実施形態では、該1つ以上のタンパク質は、植物源に由来する。
いくつかの実施形態では、該植物源は、エンドウ植物である。
いくつかの実施形態では、該植物源は、ダイズ植物である。
いくつかの実施形態では、該溶液は、染料を含む。
いくつかの実施形態では、該組成物は、染料で着色されて発色し、該培養菌糸体材料の色は、該培養菌糸体材料の1つ以上の表面において実質的に均一である。
いくつかの実施形態では、該染料は、該組成物の内部全体に浸透する。
いくつかの実施形態では、該染料は、酸性染料、直接染料、合成染料、天然染料、及び反応染料からなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、該溶液は、可塑剤を含む。
いくつかの実施形態では、該可塑剤は、油、グリセリン及び加脂剤からなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、該組成物は、柔軟である。
いくつかの実施形態では、該1つ以上のタンパク質は、架橋される。
いくつかの実施形態では、1つ以上のタンパク質は、トランスグルタミナーゼで架橋される。
いくつかの実施形態では、該溶液は、酵素を含む。
いくつかの実施形態では、該酵素は、トランスグルタミナーゼを含む。
いくつかの実施形態では、該圧縮工程は、該培養菌糸体材料を厚さ0.1インチ~0.5インチまで圧縮することを含む。
いくつかの実施形態では、該圧縮工程は、該培養菌糸体材料を厚さ0.25インチまで圧縮することを含む。
いくつかの実施形態では、該圧縮工程は、1回以上繰り返される。
いくつかの実施形態では、該圧縮工程は、該培養菌糸体材料を厚さ0.25インチまで圧縮することを含む。
いくつかの実施形態では、該圧縮工程は、該培養菌糸体材料をローラーで圧縮することを含む。
いくつかの実施形態では、該溶液は、タンニンを含む。
いくつかの実施形態では、該方法は、さらに、該組成物をインキュベートする工程を含む。
いくつかの実施形態では、該インキュベート工程は、該組成物を、設定温度にて一定時間インキュベートすることを含む。
いくつかの実施形態では、該設定温度は40℃である。
いくつかの実施形態では、該方法は、さらに、該組成物を乾燥する工程を含む。
いくつかの実施形態では、該方法は、さらに、該組成物の1つ以上の表面に仕上げ剤を施す工程を含む。
いくつかの実施形態では、該仕上げ剤は、ウレタン、ワックス、ニトロセルロース、または可塑剤からなる群から選択される。
別の態様では、本明細書に提供するのは、以下を含む履物製品である:アッパー、該アッパーに取り付けられ、足を受け入れる内部の空洞を画定するラスティングボード、該ラスティングボードと反対側で該アッパーと結合されたアウトソール。ここで、該アッパーは、菌糸体以外の生物由来の1つ以上のタンパク質を含む菌糸体材料の部分を少なくとも含む。
いくつかの実施形態では、該アッパーは、異なる物性を有するそのそれぞれの実装形態で、菌糸体材料の複数の部分を含む。
いくつかの実施形態では、該異なる物性は、該アッパー内の部分の対応する位置の所望の特徴と相関するように選択される。
いくつかの実施形態では、該菌糸体材料の部分の1つは、バンプを含み、該菌糸体材料のそれぞれの実装形態は、該部分の少なくとも1つと比較して、相対的な柔軟性が高い。
いくつかの実施形態では、該菌糸体材料の部分の1つは、ヒールカウンターを含み、該菌糸体材料のそれぞれの実装形態は、該部分の少なくとも1つと比較して、相対的な剛性が高い。
いくつかの実施形態では、該菌糸体材料は、皮革に似せるようになめしたもの及び染色したもののうちの少なくとも1つである。
いくつかの実施形態では、該製品は、さらに、該ラスティングボードに取り付けられたミッドソールと、該ミッドソールに取り付けられ、該アッパーと結合されたアウトソールとを含む。
いくつかの実施形態では、該アッパーは、該菌糸体材料の複数の別々の部分を含む。
いくつかの実施形態では、該部分は、トップステッチ、フェルドステッチ、及び縫い返し構造のうちの少なくとも1つを使用して組み立てられる。
いくつかの実施形態では、該部分は、溶剤系の接着剤、UV硬化性接着剤、熱活性化接着剤、及び水系接着剤のうちの少なくとも1つを使用して組み立てられる。
いくつかの実施形態では、該部分の少なくとも1つは、スエード皮革に似せるようにスプリットされる。
いくつかの実施形態では、該部分の少なくとも1つは、皮漉きによって薄肉化された端を含む。
いくつかの実施形態では、該部分は、熱接着を使用して組み立てられる。
いくつかの実施形態では、該アッパーは、さらに、少なくとも1つのさらなる布帛材料の部分を含む。
いくつかの実施形態では、該布帛材料は熱可塑性であり、該菌糸体材料の部分の少なくとも1つに熱接着によって取り付けられる。
いくつかの実施形態では、該アッパーは、その一部と組み立てられる芯地を含む。
いくつかの実施形態では、穿孔がその一部に平行する。
いくつかの実施形態では、該穿孔は、該アッパーの領域にわたってサイズ及び相対的間隔のうちの少なくとも1つが異なる。
いくつかの実施形態では、該アッパーは、その部分に沿ってレーザーエッチングされる。
いくつかの実施形態では、該アッパーは、その上に射出成型された少なくとも1つの補強部分を含む。
いくつかの実施形態では、該アッパーは、それに融合された少なくとも1つの3D印刷要素を含む。
いくつかの実施形態では、該アッパーの少なくとも一部は、三次元形状に成形された少なくとも1つの部分を含む。
いくつかの実施形態では、該アッパーは、該菌糸体材料の単一の成形片から構成される。
いくつかの実施形態では、該菌糸体材料は、異なる物性を有するそのそれぞれの実装形態で、接着された該菌糸体材料の複数の層を含む。
いくつかの実施形態では、該ラスティングボード及び該アウトソールのうちの少なくとも1つは、少なくとも該菌糸体材料の部分を含む。
別の態様では、本明細書に提供するのは、以下を含む運動用スニーカーである:菌糸体以外の生物由来の1つ以上のタンパク質を含む菌糸体材料の部分を少なくとも含むアッパー、該アッパーに取り付けられ、足を受け入れる内部の空洞を画定するラスティングボード、発泡材料製であり、該ラスティングボードに取り付けられたミッドソール、及びゴム材料製であり、該ラスティングボードと反対側で該ミッドソールに取り付けられたアウトソール。ここで、該菌糸体材料は、皮革に似せるようになめしたもの及び染色したもののうちの少なくとも1つであり、該アッパーは、皮革製の運動用履物に似せるように構成及び組み立てられる。
別の態様では、本明細書に提供するのは、以下を含む運動用スニーカーである:菌糸体以外の生物由来の1つ以上のタンパク質を含む菌糸体材料の部分を少なくとも含むアッパー、該アッパーに取り付けられ、足を受け入れる内部の空洞を画定するラスティングボード、発泡材料製であり、該ラスティングボードに取り付けられたミッドソール、及びゴム材料製であり、該ラスティングボードと反対側で該ミッドソールに取り付けられたアウトソール。該アッパーは、三次元形状に成形された少なくとも1つの部分を含む。
前述の発明の概要、及び以下の詳細な説明は、添付の図面と合わせて読むことにより、さらに理解される。説明の目的で、本開示のある特定の態様を図面に示す。しかしながら、本開示は、示される正確な配置及び手段に限定されないことを理解されたい。図面は、必ずしも正確な縮尺ではない。ある特定の特徴は、明確及び簡潔にするために、縮尺を誇張する場合も、概略図で示す場合もある。
本開示の態様による運動用スニーカーの正面斜視図である。 運動用スニーカーの正面斜視分解図である。 運動用スニーカーのアッパーの正面斜視分解図である。 本開示の別の態様による運動用スニーカーの正面斜視図である。 運動用スニーカーの正面斜視分解図である。 運動用スニーカーのアッパーを組み立てるために使用できる菌糸体材料のカットシートの上面図である。 本開示の別の態様による履物製品の正面斜視図である。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 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Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、色堅牢度試験ならびに示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 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Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 Aは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料の断面を示す。Bは、示される染料及び処理工程後の例示的な培養菌糸体材料を示す。 エンドウタンパク質仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。 未攪拌ダイズタンパク質仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。 攪拌ダイズタンパク質仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。 ヘンプタンパク質仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。 50:50のエンドウタンパク質対FI50仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。 50:50のダイズタンパク質対FI50仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。 エンドウタンパク質及び架橋剤仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。 Luganil Brown染料及びカルナバフレークワックス仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。 Luganil Bordeaux染料、洗浄、及びカルナバフレークワックス仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。 Luganil Yellow染料、洗浄、及びカルナバ液体ワックス仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。 Luganil Brown染料、洗浄、及びカルナバ液体ワックス仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。 ワックス状充填剤、水系PU、及びカルナバフレークワックス仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。 エンドウタンパク質及び架橋剤仕上げの1回コート後の例示的な菌糸体材料を示す。 エンドウタンパク質及び架橋剤仕上げの2回コート後の例示的な菌糸体材料を示す。 エンドウタンパク質、架橋剤、及び充填剤仕上げ後のエンボス加工なしの例示的な菌糸体材料を示す。 エンドウタンパク質、架橋剤、及び充填剤仕上げ後のエンボス加工ありの例示的な菌糸体材料を示す。 Luganil Red染料、洗浄、ならびにエンドウタンパク質及び架橋剤仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。 Luganil Brown染料、ならびにグリセリン浸漬、エンドウタンパク質及び架橋剤仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。 Luganil Bordeaux染料、ならびにエンドウタンパク質及び架橋剤仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。
詳細な説明
様々な実施形態の詳細を以下の説明に記載する。添付の図面に示され、以下の明細書に記載する特定の製品、構成要素、及び工程は、添付の特許請求の範囲で定義される概念の単なる例示であることも理解されたい。従って、本明細書に開示する実施形態に関連する特定の寸法及び他の物理的特性は、特許請求の範囲が明示的に別段の記載をしない限り、限定的であると見なされるべきではない。他の特徴、目的、及び利点は、該説明から明らかになるであろう。本明細書において別途定義されない限り、科学用語及び技術用語は、当業者によって一般的に理解される意味を有するものとする。さらに、文脈により別に定めがある場合を除き、単数形の用語は、複数形を含むものとし、複数形の用語は単数形を含むものとする。「1つの(a)」及び「1つの(an)」という用語は、文脈上別様であるという指示がない限り、複数の指示対象を含む。一般に、本明細書に記載の生化学、酵素学、分子及び細胞生物学、微生物学、遺伝子学、タンパク質、及び核酸化学、ならびにハイブリダイゼーションに関して使用される命名法、ならびにそれらの技術は、当技術分野において周知であり、一般的に使用されるものである。
以下の用語は、別段の指示がない限り、以下の意味を有すると理解するものとする。
「ポリヌクレオチド」または「核酸分子」という用語は、少なくとも10塩基長のヌクレオチドのポリマー形態を指す。該用語は、DNA分子(例えば、cDNAまたはゲノムDNAまたは合成DNA)及びRNA分子(例えば、mRNAまたは合成RNA)、ならびに非天然ヌクレオチド類似体、非天然ヌクレオシド間結合、もしくはその両方を含むDNAまたはRNAの類似体を含む。該核酸は、任意の位相幾何学的コンフォメーションであり得る。例えば、該核酸は、一本鎖、二本鎖、三本鎖、四本鎖、部分二本鎖、分岐、ヘアピン型、環状、または南京錠型のコンフォメーションであり得る。
別段の指示がない限り、及び一般的な形式「配列番号」で本明細書に記載のすべての配列の例として、「配列番号1を含む核酸」は、その少なくとも一部が、(i)配列番号1の配列、または(ii)配列番号1に相補的な配列のいずれかを有する核酸を指す。これら2者の選択は、文脈によって決まる。例えば、該核酸がプローブとして使用される場合、これら2者の選択は、該プローブが所望の標的に相補的であるという要件によって決定される。
「単離された」RNA、DNAまたは混合ポリマーは、その天然の宿主細胞において天然のポリヌクレオチドに天然に付随する他の細胞成分、例えば、それが天然に会合しているリボソーム、ポリメラーゼ及びゲノム配列から実質的に分離されたものである。
「単離された」有機分子(例えば、絹タンパク質)は、それが由来する宿主細胞の細胞成分(膜脂質、染色体、タンパク質)から、または該宿主細胞が培養された培地から実質的に分離されたものである。該用語は、該生体分子が他のすべての化学物質から分離されていることを必要としないが、ある特定の単離された生体分子は、ほぼ均一に精製され得る。
「組み換え」という用語は、生体分子、例えば、遺伝子またはタンパク質を指し、これは、(1)その天然の環境から取り出されているか、(2)該遺伝子が天然に見出されるポリヌクレオチドの全部もしくは一部と会合していないか、(3)天然では連結されていないポリヌクレオチドに作動可能に連結されているか、または(4)天然に存在しない。「組み換え」という用語は、クローン化DNA単離体、化学合成ポリヌクレオチド類似体、または異種系によって生物学的に合成されるポリヌクレオチド類似体、ならびにかかる核酸によってコードされるタンパク質及び/またはmRNAに関して使用することができる。
生物のゲノム中の内因性核酸配列(またはコードされたその配列のタンパク質産物)は、異種配列が該内在性核酸配列に隣接して配置され、この内因性核酸配列の発現が変更される場合に、「組み換え」であると本明細書では見なされる。これに関連して、異種配列とは、該異種配列自体が内在性(同じ宿主細胞もしくはその後代に由来する)または外因性(異なる宿主細胞もしくはその後代に由来する)であるか否かにかかわらず、天然では該内在性核酸配列に隣接していない配列である。例として、あるプロモーター配列を、宿主細胞のゲノム内の遺伝子の天然のプロモーターと置き換え(例えば、相同的組み換えによって)、この遺伝子が、変更された発現パターンを有するようにすることができる。この遺伝子は、天然でその両側に位置する配列の少なくとも一部から分離されるため、「組み換え」となる。
核酸はまた、天然ではゲノム内の対応する核酸に生じない任意の修飾を含む場合に、「組み換え」であると見なされる。例えば、内因性コード配列は、挿入、欠失、または点突然変異を、人工的に、例えば、人間の介入によって、導入して含む場合に、「組み換え」であると見なされる。「組み換え核酸」はまた、異種部位で宿主細胞の染色体に組み込まれた核酸、及びエピソームとして存在する核酸構築物も含む。
本明細書で使用される、「ペプチド」という用語は、短いポリペプチド、例えば、通常は約50アミノ酸長未満、より典型的には、約30アミノ酸長未満のものを指す。該用語は、本明細書で使用される場合、構造機能、ひいては生物学的機能を模倣する類似体及び模倣体を包含する。
「ポリペプチド」という用語は、天然に存在するタンパク質及び天然に存在しないタンパク質の両方、ならびにそれらの断片、変異体、誘導体及び類似体を包含する。ポリペプチドは、モノマーの場合もポリマーの場合もある。さらに、ポリペプチドは、複数の異なるドメインを含んでもよく、それらの各々は、1つ以上の異なる活性を有する。
「単離されたタンパク質」または「単離されたポリペプチド」という用語は、その起源または誘導源に基づいて、(1)その天然の状態でそれに付随する天然に会合する成分に会合していないか、(2)天然では見られない純度(純度は他の細胞物質の存在に関して判断され得る)で存在する(例えば、同種の他のタンパク質を含まない)か、(3)異なる種の細胞によって発現されるか、または(4)天然に存在しない(例えば、それは天然に見出されるポリペプチドの断片であるか、あるいは天然に見出されないアミノ酸類似体もしくは誘導体、または標準的なペプチド結合以外の結合を含む)タンパク質またはポリペプチドである。従って、化学合成された、または天然でそれが由来する細胞とは異なる細胞系で合成されたポリペプチドは、天然で会合する成分から「単離」される。ポリペプチドまたはタンパク質はまた、当技術分野で周知のタンパク質精製技術を用いた単離により、天然で会合する成分を実質的に含まないようにされ得る。そのように定義される場合、「単離された」は、そのように記載されるタンパク質、ポリペプチド、ペプチドまたはオリゴペプチドが、その天然の環境から物理的に取り出されていることを必ずしも必要としない。
「ポリペプチド断片」という用語は、完全長ポリペプチドと比較して、欠失、例えば、アミノ末端及び/またはカルボキシ末端の欠失を有するポリペプチドを指す。好ましい実施形態では、該ポリペプチド断片は、該断片のアミノ酸配列が、天然に存在する配列における対応する位置と同一である、連続した配列である。断片は、通常、少なくとも5、6、7、8、9、または10アミノ酸長、好ましくは、少なくとも12、14、16、または18アミノ酸長、より好ましくは、少なくとも20アミノ酸長、さらに好ましくは、少なくとも25、30、35、40、または45アミノ酸、さらにより好ましくは、少なくとも50または60アミノ酸長、さらにより好ましくは、少なくとも70アミノ酸長である。
タンパク質は、該タンパク質をコードする核酸配列が、第2のタンパク質をコードする核酸配列に類似した配列を有する場合、該第2のタンパク質に対して「相同性」を有するか、または「相同」である。代替的に、あるタンパク質と第2のタンパク質が「類似した」アミノ酸配列を有する場合、該タンパク質は、該第2のタンパク質に対して相同性を有する。(従って、「相同タンパク質」という用語は、2つのタンパク質が類似したアミノ酸配列を有することを意味すると定義される。)本明細書で使用される、アミノ酸配列の2つの領域間の相同性(特に、予測構造上の類似性に関する)は、機能における類似性を暗示するものであると解釈される。
「相同」が、タンパク質またはペプチドに関して使用される場合、同一ではない残基の位置は、多くの場合、保存的アミノ酸置換によって異なることが認識される。「保存的アミノ酸置換」とは、あるアミノ酸残基が、化学的性質(例えば、電荷または疎水性)が類似した側鎖(R基)を有する別のアミノ酸残基によって置換されるものである。一般に、保存的アミノ酸置換は、タンパク質の機能特性を実質的に変化させない。2つ以上のアミノ酸配列が保存的置換によって互いに異なる場合、配列同一性パーセントまたは相同性の程度を上方調整し、保存的な性質の置換を補正してもよい。この調整を行うための手段は、当業者に周知である。例えば、Pearson,1994,Methods Mol.Biol.24:307-31及び25:365-89を参照されたい(参照することにより本明細書に組み込まれる)。
20個の従来のアミノ酸及びそれらの略称は、従来の使用法に従う。参照することにより本明細書に組み込まれるImmunology-A Synthesis(Golub and Gren eds.,Sinauer Associates,Sunderland,Mass.,2nd ed.1991)を参照されたい。該20個の従来のアミノ酸の立体異性体(例えば、D-アミノ酸)、非天然アミノ酸、例えば、α-,α-二置換アミノ酸、N-アルキルアミノ酸、及び他の非従来型アミノ酸もまた、本明細書に記載のポリペプチドの適切な構成要素であり得る。非従来型アミノ酸の例としては、4-ヒドロキシプロリン、γ-カルボキシグルタミン酸、ε-N,N,N-トリメチルリジン、ε-N-アセチルリジン、O-ホスホセリン、N-アセチルセリン、N-ホルミルメチオニン、3-メチルヒスチジン、5-ヒドロキシリジン、N-メチルアルギニン、ならびに他の類似したアミノ酸及びイミノ酸(例えば、4-ヒドロキシプロリン)が挙げられる。本明細書で使用されるポリペプチド表記法では、標準的用法及び慣習に従って、左側末端はアミノ末端に対応し、右側末端はカルボキシ末端に対応する。
以下の6つの群は、各々、互いに保存的置換であるアミノ酸を含む:1)セリン(S)、スレオニン(T)、2)アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E)3)アスパラギン(N)、グルタミン(Q)、4)アルギニン(R)、リジン(K)、5)イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、アラニン(A)、バリン(V)、及び6)フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)、トリプトファン(W)。
配列同一性パーセントとも称される場合があるポリペプチドの配列相同性は、通常、配列分析ソフトウェアを使用して測定される。例えば、the Sequence Analysis Software Package of the Genetics Computer Group(GCG),University of Wisconsin Biotechnology Center,910 University Avenue,Madison,Wis.53705を参照されたい。タンパク質分析ソフトウェアは、保存的アミノ酸置換を含めた様々な置換、欠失及び他の修飾に割り当てられる相同性の尺度を使用して類似する配列を合わせる。例えば、GCGは、異なる生物種に由来する相同ポリペプチド等の密接に関連するポリペプチド間、または野生型タンパク質とその突然変異タンパク質間の、配列相同性または配列同一性を決定するためのデフォルトパラメータとともに使用することができる「Gap」及び「Bestfit」等のプログラムを含む。例えば、GCGバージョン6.1を参照されたい。
特定のポリペプチド配列を、異なる生物由来の多数の配列を含むデータベースと比較する場合に有用なアルゴリズムは、コンピュータプログラムであるBLAST(Altschul et al.,J.Mol.Biol.215:403-410(1990)、Gish and States,Nature Genet.3:266-272(1993)、Madden et al.,Meth.Enzymol.266:131-141(1996)、Altschul et al.,Nucleic Acids Res.25:3389-3402(1997)、Zhang and Madden,Genome Res.7:649-656(1997))、特に、blastpまたはtblastn(Altschul et al.,Nucleic Acids Res.25:3389-3402(1997))である。
BLASTpに好ましいパラメータは次の通りである:期待値:10(デフォルト)、フィルタ:seg(デフォルト)、ギャップ開始コスト:11(デフォルト)、ギャップ伸長コスト:1(デフォルト)、最大アラインメント:100(デフォルト)、ワードサイズ:11(デフォルト)、表示数:100(デフォルト)、ペナルティマトリックス:BLOWSUM62。
BLASTpに好ましいパラメータは次の通りである:期待値:10(デフォルト)、フィルタ:seg(デフォルト)、ギャップ開始コスト:11(デフォルト)、ギャップ伸長コスト:1(デフォルト)、最大アラインメント:100(デフォルト)、ワードサイズ:11(デフォルト)、表示数:100(デフォルト)、ペナルティマトリックス:BLOWSUM62。相同性のために比較されるポリペプチド配列の長さは、一般に、少なくとも約16アミノ酸残基、通常は少なくとも約20残基、さらに通常は、少なくとも約24残基、典型的には少なくとも約28残基、好ましくは、約35残基超である。多数の異なる生物由来の配列を含むデータベースを検索する場合、アミノ酸配列を比較することが好ましい。アミノ酸配列を使用したデータベース検索は、当技術分野で既知のBLASTp以外のアルゴリズムによって測定することができる。例えば、ポリペプチド配列は、GCGバージョン6.1のプログラムであるFASTAを使用して比較することができる。FASTAは、クエリー及びサーチ配列の間で最良の重複する領域のアラインメント及び配列同一性パーセントを提供する。Pearson,Methods Enzymol.183:63-98(1990)(参照することにより本明細書に組み込まれる)。例えば、アミノ酸配列間の配列同一性パーセントは、参照することにより本明細書に組み込まれるGCGバージョン6.1に提供されるFASTAをそのデフォルトパラメータ(ワードサイズ2、及びスコアリングマトリックスPAM250)で使用して特定することができる。
「培養する」及び「培養された」という用語は、真菌または他の生物を意図的に成長させるための定義された技術の使用を指す。
「菌糸」という用語は、分岐糸状形状を特徴とする真菌の形態学的構造を指す。
「菌糸体」という用語は、分岐菌糸の1つ以上の塊によって形成される構造を指す。菌糸体は、真菌の子実体(fruiting body)または子実体(sporocarp)とは異なる別の構造である。
「培養菌糸体材料」という用語は、一つには、培養された菌糸体の1つ以上の塊を含む、または培養された菌糸体だけを含む材料を指す。本明細書で使用される、「培養菌糸体材料」という用語は、以下に定義する複合菌糸体材料を包含する。
「複合菌糸体材料」という用語は、第2の材料と絡み合うように成長させた培養菌糸体材料の任意の塊を指す。いくつかの実施形態では、該第2の材料は、複合菌糸体材料内に埋め込まれ、及び/または絡合される。いくつかの実施形態では、該第2の材料は、該複合菌糸体材料の1つ以上の表面に配置される。適切な第2の材料としては、布帛、連続した無秩序繊維の塊(例えば、不織布繊維)、有孔材料(例えば、金属メッシュ、有孔プラスチック)、不連続粒子の塊(例えば、木片)またはそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、該第2の材料は、メッシュ、チーズクロス、布、編物繊維、織物繊維、及び不織布繊維からなる群から選択される。
本明細書で使用される、「可塑剤」という用語は、ある構造と相互作用して該構造の流動性を高める任意の分子を指す。
本明細書で使用される、「処理された菌糸体材料」という用語は、保存剤、可塑剤、仕上げ剤、染料、及び/またはタンパク質処理による処理の任意の組み合わせによって後処理された菌糸体を指す。
別段の定義のない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本開示の主題が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載のものと類似または同等の任意の方法及び材料を本開示の主題の実施または試験において使用することもできるが、好ましい方法及び材料をここに記載する。本明細書で言及するすべての刊行物は、参照することにより組み込まれ、該刊行物が関連して引用される方法及び/または材料を開示及び記載する。
値の範囲が与えられる場合、文脈が別途明確に指示しない限り、下端の単位の10分の1までの、その範囲の上端と下端の間の各介在値、ならびにその表示範囲の任意の他の表示値または介在値が、本明細書に包含されることが理解される。これらのより小さい範囲の上端及び下端は、そのより小さい範囲内に独立して含まれてもよく、また、該表示範囲内の任意の具体的に除外された端に従って、本明細書に包含される。該表示範囲が一方または両方の端を含む場合、いずれかまたは両方の含まれる端を除外する範囲もまた、本明細書に含まれる。
本明細書では、ある特定の範囲は、「約」という用語が先行する数値で提示される。「約」という用語は、本明細書では、それが先行する正確な数、ならびに該用語が先行する数に近い数またはほぼその数に対する文字上の支持を行うために使用される。ある数が具体的に記載された数に近いかまたはほぼ等しいかどうかの判断において、記載されていない数に近いかまたはほぼ等しい数は、それが提示される文脈において、具体的に記載された数と実質的に同等のものを与える数であり得る。
例示的な方法及び材料を以下に記載するが、本明細書に記載のものと類似または同等の方法及び材料も使用することができるとともに、これらは当業者には明らかであろう。本明細書で言及するすべての刊行物及び他の参考文献は、参照することによりその全体が組み込まれる。矛盾する場合、定義を含めて本明細書が優先する。該材料、方法、及び実施例は、例示に過ぎず、限定することを意図しない。
概要
本明細書に提供するのは、菌糸体材料及び/または複合菌糸体材料を後処理する組成物ならびに拡大可能な方法である。いくつかのまたはほとんどの実施形態では、該菌糸体材料及び/または複合菌糸体材料は、保存菌糸体材料を形成する処理の前に後処理される。
菌糸体を成長させる方法を論じている例示的な特許及び出願としては、以下が挙げられる:WIPO特許公開第1999/024555号、英国特許第2,148,959号、英国特許第2,165,865号、米国特許第5,854,056号、米国特許第2,850,841号、米国特許第3,616,246号、米国特許第9,485,917号、米国特許第9,879,219号、米国特許第9,469,838号、米国特許第9,914,906号、米国特許第9,555,395号、米国特許公開第2015/0101509号、米国特許公開第2015/0033620号。これらはすべて、参照することにより全体として本明細書に組み込まれる。さらに、2018年10月4日に出願された米国特許公開第2018/0282529号は、布帛または皮革代替品に加工するのに好ましい機械的特性を有する材料を製造するための菌糸体材料の溶液系後処理の様々なメカニズムについて論じている。
互いに連通するいくつかの成分での実施形態の記載は、すべてのかかる成分が必要とされることを意味するものではない。反対に、様々な任意成分を記載し、多種多様な可能な実施形態を説明し、1つ以上の態様をさらに十分に説明してもよい。同様に、工程段階、方法段階、アルゴリズム等は順番に記載され得るが、かかる工程、方法、及びアルゴリズムは、特段の記載のない限り、一般に、別の順序で生じるように構成される場合もある。言い換えれば、本明細書に記載され得る段階の任意の並びまたは順序は、それ自体、該段階がその順序で行われるという要件を示さない。記載の工程段階は、任意の実用的な順序で行われ得る。さらに、いくつかの段階は、同時には生じないと記載されている、または暗示されているにもかかわらず(例えば、1つの段階が他の段階の後に記載されていても)、同時に行われる場合もある。さらに、図面における工程のその描写による説明は、説明された工程が他の変形及び修正を排除することを意味せず、説明された工程またはその段階のいずれかが1つ以上の実施形態に必要であることを意味せず、説明された工程が好ましいことを意味しない。また、段階は、一般に、実施形態に1回記載されるが、これは、工程、方法、またはアルゴリズムが行われるもしくは実行されるごとに、それらが1回行われなければならないことも、1回だけ行われ得ることも意味しない。いくつかの段階は、いくつかの実施形態またはいくつかの発生において省略される場合もあれば、いくつかの段階が、所与の実施形態または発生において複数回実行される場合もある。
菌糸体材料の培養
本開示の実施形態は、培養菌糸体材料の様々な組成物及びその製造方法を含む。特定の実施形態及び求められる材料の要件に応じて、菌糸体を培養する様々な既知の方法が使用され得る。菌糸体として培養することができる任意の真菌が使用され得る。使用に適する真菌としては、ヒラタケ(Pleurotus ostreatus)、アグロサイベ・ブラシリエンシス(Agrocybe brasiliensis)、アミヒラタケ(Polyporus squamosus)、リゾプス・ミクロスポア(Rhizopus microspores)、スエヒロタケ(Schizophyllum commune)、エノキタケ(Flammulina velutipes)、クリタケモドキ(Hypholoma capnoides)、クリタケ(Hypholoma sublaterium)、コトガリアミガサタケ(Morchella angusticeps)、カラカサタケ(Macrolepiota procera)、ササクレヒトヨタケ(Coprinus comatus)、シロオオハラタケ(Agaricus arvensis)、ツガノマンネンタケ(Ganoderma tsugae)、オオマンネンタケ(Ganoderma sessile)及びカバノアナタケ(Inonotus obliquus)が挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、真菌の株または種は、特定の特徴、例えば、菌糸の密なネットワーク、菌糸の高度に分岐したネットワーク、菌糸のネットワーク内の菌糸融合、及び培養菌糸体材料の材料特性を変化させ得る他の特徴を備えた菌糸体を産生するように育種され得る。いくつかの実施形態では、真菌の株または種は、特定の特徴を備えた菌糸体を産生するように遺伝子操作され得る。
ほとんどの実施形態では、該培養菌糸体材料は、最初に、固体または液体基材に、選択された真菌種由来の菌糸体の接種材料を植菌することによって成長させられ得る。いくつかの実施形態では、植菌の前に該基材を低温殺菌または滅菌し、他の生物によるコンタミネーションまたは競合を防止する。例えば、菌糸体を培養する標準的な方法は、滅菌された固体基材(例えば、穀類)に菌糸体の接種材料を植菌することを含む。菌糸体を培養する他の標準的な方法は、滅菌された液体培地(例えば、液体ポテトデキストロース)に菌糸体の接種材料を植菌することを含む。いくつかの実施形態では、該固体及び/または液体基材は、菌糸体の炭素源としてリグノセルロースを含む。いくつかの実施形態では、該固体及び/または液体基材は、菌糸体の炭素源として単糖または複合糖類を含む。
様々な実施形態では、該液体または固体基材には、1つ以上の異なる栄養源が補充され得る。該栄養源は、リグノセルロース、単糖(例えば、デキストロース、グルコース)、複合糖類、寒天、麦芽エキス、窒素源(例えば、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、アミノ酸)、及び他のミネラル(例えば、硫酸マグネシウム、リン酸)を含み得る。いくつかの実施形態では、1つ以上の栄養源は、木材廃棄物(例えば、おがくず)及び/または農業廃棄物(例えば、家畜の糞、わら、トウモロコシ茎葉)に含まれ得る。
該基材が植菌され、任意に、1つ以上の異なる栄養源で補給された後、該培養菌糸体材料及び/または複合菌糸体材料は、ある程度成長し得る。複合菌糸体材料を産生する実施形態では、植菌された基材は、該複合材料の一部、例えば、米国特許第9,485,917号に記載の粒子を形成し得る。いくつかの実施形態では、該培養菌糸体材料は、該菌糸体と絡み合って複合材料になる第2の材料を通して成長し得る。別の材料と絡み合って複合材料を形成する培養菌糸体材料のネットワークを成長させる様々な方法が、米国特許第9,485,917号、米国特許公開第US2016/0302365号及び第US2013/0263500号に開示されており、これらの全体は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
様々な実施形態では、該培養菌糸体材料は、第2の材料なしで単独で成長し得る。いくつかの実施形態では、該菌糸体材料の成長は、子実体の形成を防ぐように制御される。子実体形成を防止する様々な方法が米国特許公開第US2015/0033620号に詳細に論じられており、その全体が参照することにより組み込まれる。他の実施形態では、該培養菌糸体材料は、該培養菌糸体材料に形態学的または構造的変化がないように成長させられ得る。求められる実施形態によっては、成長条件、例えば、光(例えば、太陽光または成長用ランプ)への曝露、温度、二酸化炭素が、成長の過程で制御され得る。
いくつかの実施形態では、該培養菌糸体材料は、寒天培地上で成長し得る。栄養素を該寒天/水基剤に加えてもよい。菌糸体の培養に通常使用される標準的な寒天培地としては、強化型の麦芽エキス寒天(MEA)、ポテトデキストロース寒天(PDA)、オートミール寒天(OMA)、及びドッグフード寒天(DFA)が挙げられるが、これらに限定されない。
菌糸体材料の保存
該培養菌糸体材料が成長した後、それを基材から分離し、任意に後処理して、該菌糸体を死滅させたり、該菌糸体を腐敗しないようにしたりすることによって、さらなる成長を防いでもよい(本明細書では、「保存菌糸体材料」と呼ばれる)。保存菌糸体材料を生成する適切な方法としては、該培養菌糸体材料を乾燥することまたは脱水すること(例えば、該培養菌糸体材料を圧縮して水分を排出すること)及び/または該培養菌糸体材料を熱処理することを挙げることができる。特定の実施形態では、該培養菌糸体材料は、190,000重量ポンドにて、0.25インチまで30分間圧縮される。他の実施形態では、該培養菌糸体材料は、0.25インチまで5分間圧縮される。有機物を乾燥させてそれを腐敗しないようにする適切な方法は、当技術分野では周知である。1つの特定の実施形態では、該培養菌糸体材料は、温度100°F以上のオーブン内で乾燥される。別の特定の実施形態では、該培養菌糸体材料は、熱圧縮される。熱及び圧力を含む様々な後処理方法が米国特許公開第2017/0028600号及び第2016/0202365号に開示されており、それらの全体が参照することにより本明細書に組み込まれる。
場合によっては、保存菌糸体材料を生成するため、該培養菌糸体材料は、該菌糸体に含まれるキチンをキトサンに変換すること、及び/または該キチンに官能基を付加することで知られる1つ以上の薬剤で処理される。様々な実施形態では、該菌糸体に含まれるキチン(またはキチンがキトサンに変換されている)は、アルカリ性溶液、エポキシド試薬、アルデヒド試薬、シクロデキストリン試薬、グラフト重合、キレート化学、カルボキシメチル試薬、エポキシド試薬、ヒドロキシルアルキル試薬またはそれらの任意の組み合わせで処理され得る。これらの化学の具体例は、米国特許第9,555,395号に開示されており、その大部分は参照することにより本明細書に組み込まれる。キチンの官能化後、様々な薬剤を使用してキチンを架橋してもよい。キチン基の官能化に応じて、クロム、植物タンニン、なめし油、エポキシ、アルデヒド及びシンタンを含めた従来のなめし剤を使用して、官能基を結合させてもよい。クロムの毒性及び環境への懸念から、なめしに使用される他の無機物、例えば、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、鉄及びそれらのクロムを含む場合と含まない場合での組み合わせを使用してもよい。
他の例では、生または乾燥培養菌糸体材料は、該菌糸体から廃棄物及び水を除去するように機能する1つ以上の溶液を使用して処理される。いくつかの実施形態では、該溶液は、エタノール、メタノールまたはイソプロピルアルコール等の溶媒を含む。いくつかの実施形態では、該溶液は、塩化カルシウム等の塩を含む。実施形態によっては、該培養菌糸体材料は、様々な期間、該溶液に沈められる場合があり、圧力をかけてもかけなくてもよい。いくつかの実施形態では、該培養菌糸体材料は、いくつかの溶液に連続して沈められ得る。特定の実施形態では、該培養菌糸体材料は、最初に、アルコール及び塩を含む1つ以上の第1の溶液に沈められ、その後、アルコールを含む第2の溶液に沈められ得る。別の特定の実施形態では、該培養菌糸体材料は、最初に、アルコール及び塩を含む1つ以上の第1の溶液に沈められ、その後、水を含む第2の溶液に沈められ得る。溶液で処理した後、該培養菌糸体材料は、高温または低温工程を使用して圧縮される場合、及び/または空気乾燥及び/または真空乾燥を含めた様々な方法を使用して乾燥される場合がある。全体が参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許公開第2018/0282529号は、これらの実施形態を詳細に記載している。
培養菌糸体材料の可塑化
様々な可塑剤を培養菌糸体材料に適用して、該培養菌糸体材料の機械的特性を変化させてもよい。米国特許第9,555,395号は、様々な保湿剤及び可塑剤の添加について論じている。具体的には、米国特許第9,555,395号は、グリセロール、ソルビトール、トリグリセリド可塑剤、油、例えば、亜麻仁油、乾性油、イオン性及び/または非イオン性グリコールの使用について論じている。米国特許公開第2018/0282529号はさらに、溶液処理された菌糸体材料を可塑剤、例えば、グリセロール、ソルビトールまたは他の保湿剤で処理して水分を保持したり、該培養菌糸体材料の機械的特性、例えば、該培養菌糸体材料の弾性及び柔軟性を高めたりすることを論じている。
他の同様の可塑剤及び保湿剤、例えば、ポリエチレングリコール、及び天然油を、油と混合しない液体(例えば、水)で乳化し、該油の微液滴が該材料に浸透するようにすることによって得られる加脂剤は、当技術分野で周知である。様々な加脂剤は、水に乳化した油を含み、他の化合物、例えば、イオン性及び非イオン性乳化剤、界面活性剤、石鹸、及びスルフェートが添加されている。加脂剤は、様々な種類の油、例えば、鉱物油、動物油及び植物油を含み得る。
培養菌糸体材料のなめし及び染色
様々な実施形態では、培養菌糸体材料に色を付けることが理想的であり得る。米国特許公開第2018/0282529号に記載の通り、タンニンを使用して、培養菌糸体材料または保存菌糸体材料に色を付けてもよい。
培養菌糸体材料にはある程度キチンが含まれているため、タンパク質系の材料に豊富に含まれる機能部位が不足している。従って、該培養菌糸体材料のキチンを官能化し、酸性染料及び直接染料のための結合部位を創出することが必要であり得る。キチンを機能化する方法は上記で論じられている。
酸性染料、直接染料、分散染料、硫化染料、合成染料、顔料及び天然染料等の様々な染料を使用して、該培養菌糸体材料に色を付けてもよい。いくつかの実施形態では、染料溶液の適用前に該培養菌糸体材料をアルカリ性溶液に沈め、染料の吸尽及び該材料への浸透を促進する。いくつかの実施形態では、染料溶液の適用前に該培養菌糸体材料を塩化アンモニウム、水酸化アンモニウム、及び/またはギ酸に予浸し、染料の吸尽及び該材料への浸透を促進する。いくつかの実施形態では、タンニンが該染料溶液に添加され得る。様々な実施形態では、該培養菌糸体材料は、染料処理または前処理の前に、任意に、上記で論じた通りに保存され得る。
実施形態によっては、該染料溶液は、異なる施用技術を使用して、該培養菌糸体材料に施用される場合がある。いくつかの実施形態では、該染料溶液は、該培養菌糸体材料の1つ以上の外面に施用され得る。他の実施形態では、該培養菌糸体材料は、該染料溶液に沈められ得る。
様々な溶液での予浸に加えて、薬剤を該染料溶液に添加し、染料の吸尽及び該材料への浸透を促進してもよい。いくつかの実施形態では、酸性染料または直接染料とともに水酸化アンモニウム及び/またはギ酸が、染料の吸尽及び該材料への浸透を促進する。いくつかの実施形態では、エチルオキシ化脂肪アミンを使用して、染料の吸尽及び該処理材料への浸透を促進する。
様々な実施形態では、可塑剤が、該染料の添加後または添加中に添加される。様々な実施形態では、該可塑剤は、該染料溶液とともに添加され得る。特定の実施形態では、該可塑剤は、ココナッツオイル、植物性のグリセリン、または亜硫酸化または硫酸化加脂剤であり得る。
いくつかの実施形態では、該染料溶液は、水酸化アンモニウム等の塩基を使用して塩基性pHに維持され得る。特定の実施形態では、該pHは、少なくとも9、10、11または12である。いくつかの実施形態では、該染料溶液のpHは、該染料を固定するために、ギ酸等の様々な薬剤を使用して酸性pHに調整される。特定の実施形態では、該pHをpH6、5、4または3未満に調整し、該染料を固定する。
様々な方法では、該培養菌糸体材料及び/または保存菌糸体材料は、該染料溶液が施用されている間に機械的加工または攪拌を受け、染料の吸尽及び該材料への浸透が促進され得る。いくつかの実施形態では、染料溶液中にある間、該培養菌糸体材料及び/または保存菌糸体材料を圧搾または他の圧力の形態に供することで、染料の吸尽及び浸透が高まった。いくつかの実施形態では、該培養菌糸体材料は、超音波処理を受け得る。
本明細書に記載の方法を使用して、該培養菌糸体材料は、処理された菌糸体材料の色が実質的に均一になるように染色または着色され得る。上記の方法を使用して、該培養菌糸体材料は、染料及び色が該培養菌糸体材料の表面に存在するだけでなく、代わりに該処理された菌糸体材料の表面を通って中核部まで浸透するように染色または着色され得る。
様々な実施形態では、該培養菌糸体材料は、該培養菌糸体材料が変色しないように染色され得る。色堅牢度は、様々な手法、例えば、ISO 11640:2012:色堅牢度試験、すなわち、往復摩擦のサイクルに対する色堅牢度またはISO 11640:2012の改訂であるISO 11640:2018を使用して測定され得る。特定の実施形態では、色堅牢度は、上記に従って、摩擦堅牢度及びサンプルの変化を特定するための測定基準としてグレースケール等級を使用して測定される。いくつかの実施形態では、該菌糸体は、グレースケール等級少なくとも3、少なくとも4、または少なくとも5によって示される高い色堅牢度を示す。
タンパク質源による培養菌糸体材料の処理
様々な実施形態では、該培養菌糸体材料を、該菌糸体に天然には存在しない1つ以上のタンパク質源(すなわち、外因性タンパク質源)で処理することが有益であり得る。いくつかの実施形態では、該1つ以上のタンパク質は、該培養菌糸体材料が生成される由来の真菌種以外の種に由来する。いくつかの実施形態では、該培養菌糸体材料は、植物タンパク質源、例えば、エンドウタンパク質、イネタンパク質、ヘンプタンパク質及びダイズタンパク質で処理され得る。いくつかの実施形態では、該タンパク質源は、動物タンパク質、例えば、昆虫タンパク質または哺乳類タンパク質である。いくつかの実施形態では、該タンパク質は、微生物が産生する組み換えタンパク質である。いくつかの実施形態では、該タンパク質は、繊維状タンパク質、例えば、絹またはコラーゲンである。いくつかの実施形態では、該タンパク質は、弾性タンパク質、例えば、エラスチンまたはレジリンである。いくつかの実施形態では、該タンパク質は、1つ以上のキチン結合ドメインを有する。キチン結合ドメインを有する例示的なタンパク質としては、レジリン及び様々な細菌のキチン結合タンパク質が挙げられる。いくつかの実施形態では、該タンパク質は、1つ以上のキチン結合ドメインを有する改変タンパク質または融合タンパク質である。実施形態によっては、該培養菌糸体材料は、処理の前に上記の通りに保存される場合もあれば、事前の保存を施すことなく処理される場合もある。
特定の実施形態では、該培養菌糸体材料は、該タンパク質源を含む溶液に沈められる。特定の実施形態では、該タンパク質源を含む溶液は水性である。他の実施形態では、該タンパク質源を含む溶液は、リン酸緩衝生理食塩水等の緩衝液を含む。
いくつかの実施形態では、該タンパク質源を含む溶液は、該タンパク質源を架橋するように機能する薬剤を含む。実施形態によっては、アミノ酸の官能基と相互作用する様々な既知の薬剤を使用することができる。特定の実施形態では、該タンパク質源を架橋するように機能する薬剤は、トランスグルタミナーゼである。アミノ酸の官能基を架橋する他の適切な薬剤には、チロシナーゼ、ゲニピン、ホウ酸ナトリウム、及びラクターゼが含まれる。他の実施形態では、クロム、植物タンニン、なめし油、エポキシ、アルデヒド及びシンタンを含めた従来のなめし剤を使用して、タンパク質が架橋され得る。上記の通り、クロムの毒性及び環境への懸念から、他の無機物、例えば、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、鉄及びそれらのクロムを含む場合と含まない場合での組み合わせを使用してもよい。
様々な実施形態では、タンパク質源による処理は、該培養菌糸体材料の保存、該培養菌糸体材料の可塑化及び/または該培養菌糸体材料の染色の前に行われる場合も、後に行われる場合も、それらと同時に行われる場合もある。いくつかの実施形態では、タンパク質源による処理は、アルコール及び塩を含む溶液を使用して、該培養菌糸体材料の保存の前に行われる場合もその間に行われる場合もある。いくつかの実施形態では、タンパク質源による処理は、該培養菌糸体材料を染色する前に、またはそれと同時に行われる。これらの実施形態のいくつかでは、該タンパク質源は、該染料溶液に溶解される。特定の実施形態では、該タンパク質源は、染料の吸尽を促進する1つ以上の薬剤を含む塩基性染料溶液に溶解される。
いくつかの実施形態では、可塑剤を、該溶解されたタンパク質源を含む染料溶液に添加し、該処理された菌糸体材料を同時に可塑化する。特定の実施形態では、該可塑剤は加脂剤であり得る。特定の実施形態では、可塑剤は、染料の吸尽を促進する1つ以上の薬剤を含む塩基性染料溶液に溶解されるタンパク質源に添加される。
培養菌糸体材料のコーティング及び仕上げ
培養菌糸体材料を、上記の可塑化、タンパク質処理、保存及びなめしの任意の組み合わせを使用して処理した後、該培養菌糸体材料を、仕上げ剤またはコーティングで処理してもよい。皮革工業に共通する様々な仕上げ剤、例えば、タンパク質を含む結合剤溶液、ニトロセルロース、合成ワックス、天然ワックス、タンパク質分散液を含むワックス、油、ポリウレタン、アクリルポリマー、アクリル樹脂、エマルジョンポリマー、耐水性ポリマー及びそれらの様々な組み合わせが使用され得る。特定の実施形態では、ニトロセルロースを含む仕上げ剤が、該培養菌糸体材料に施用され得る。別の特定の実施形態では、従来のポリウレタン仕上げ剤を含む仕上げ剤が、該培養菌糸体材料に施用され得る。様々な実施形態では、1つ以上の仕上げ剤が、順次該培養菌糸体材料に施用される。場合によっては、該仕上げ剤は、染料または顔料と混合される。場合によっては、該仕上げ剤は、天然及び合成ワックス、シリコーン、パラフィン、鹸化脂肪性物質、脂肪酸のアミド、アミドエステル、ステアリン酸アミド、それらのエマルジョン、及び前述の任意の組み合わせのうちの1つ以上を含む手触り改良剤(すなわち、感触改良剤またはタッチ)と混合される。場合によっては、該仕上げ剤は、消泡剤と混合される。
溶液中及び後処理後の材料の機械的加工
様々な実施形態では、該培養菌糸体材料は、溶液(すなわち、染料溶液、タンパク質溶液または可塑剤)中、及び該培養菌糸体材料が該溶液から取り出された後の両方で、異なる方法で機械的に加工され得る。
該培養菌糸体材料が溶液中にある間、該溶液の取り込みを確実にするため、それを攪拌、超音波処理、圧搾または圧縮してもよい。機械的加工の程度は、施される具体的な処理及び該培養菌糸体材料のその加工の段階での脆性のレベルによる。該培養菌糸体材料の圧搾または圧縮は、手絞り、機械絞り、プラテン圧縮、リノローラーまたはカレンダーローラーで行われ得る。
同様に、上記のように、該培養菌糸体材料は、溶液から取り出された後の該培養菌糸体材料から溶液を除去するために圧縮される場合もあれば別の方法で加工される場合もある。該材料の溶液での処理及び圧縮は、数回繰り返してもよい。
該培養菌糸体材料を十分に乾燥した後(例えば、熱、圧縮または上記の他の脱水技術を使用して)、該培養菌糸体材料を、さらなる機械的加工に供してもよい。該培養菌糸体材料を処理するために使用される技術及び得られる該培養菌糸体材料の靭性に応じて、サンディング、ブラッシング、メッキ、ステーキング、タンブリング、振動及びクロスローリングが挙げられるがこれらに限定されない異なる種類の機械的加工を施してもよい。該培養菌糸体材料は、任意の熱源でエンボス加工される場合もあれば、化学物質の施用を介してエンボス加工される場合もある。
いくつかの実施形態では、該複合菌糸体材料は、任意の熱源でエンボス加工される場合もあれば、化学物質の施用を介してエンボス加工される場合もある。いくつかの実施形態では、溶液中の該複合菌糸体材料は、さらなる化学処理に供される場合があり、例えば、水酸化アンモニウム等の塩基を使用して塩基性pHに維持される場合がある。特定の実施形態では、該pHは、少なくとも9、10、11または12である。いくつかの実施形態では、該複合菌糸体材料を含む溶液のpHは、該複合菌糸体材料を固定するために、ギ酸等の様々な薬剤を使用して酸性pHに調整される。特定の実施形態では、該pHをpH6、5、4または3未満に調整し、該複合菌糸体材料を固定する。
仕上げ、コーティング及び他の段階は、乾燥培養菌糸体材料の機械的加工後に行っても機械的加工前に行ってもよい。同様に、エンボス加工段階を含めた最終圧縮段階は、乾燥培養菌糸体材料の機械的加工後に行っても前に行ってもよい。
後処理された菌糸体材料の機械的特性
本明細書に記載の様々な方法を組み合わせて、様々な機械的特性を有する処理された菌糸体材料が提供される場合がある。
様々な実施形態では、該処理された菌糸体材料は、1インチ未満、1/2インチ未満、1/4インチ未満、または1/8インチ未満の厚さを有し得る。所与の材料片内の材料の厚さは、様々な変動係数を有し得る。いくつかの実施形態では、該厚さは実質的に均一であり、最小限の変動係数をもたらす。
いくつかの実施形態では、該処理された菌糸体材料は、初期モジュラス少なくとも20MPa、少なくとも25MPa、少なくとも30MPa、少なくとも40MPa、少なくとも50MPa、少なくとも60MPa、少なくとも70MPa、少なくとも80MPa、少なくとも90MPa、少なくとも100MPa、少なくとも110MPa、少なくとも120MPa、少なくとも150MPa、少なくとも175MPa、少なくとも200MPa、少なくとも225MPa、少なくとも250MPa、少なくとも275MPa、または少なくとも300MPaを有し得る。いくつかの実施形態では、該処理された菌糸体材料は、破壊強さ(「極限引張強さ」)少なくとも1.1MPa、少なくとも6.25MPa、少なくとも10MPa、少なくとも12MPa、少なくとも15MPa、少なくとも20MPa、少なくとも25MPa、少なくとも30MPa、少なくとも35MPa、少なくとも40MPa、少なくとも45MPa、少なくとも50MPaを有し得る。いくつかの実施形態では、該処理された菌糸体材料は、破断時伸び2%未満、3%未満、5%未満、20%未満、25%未満、50%未満、77.6%未満、または200%未満を有する。いくつかの実施形態では、初期モジュラス、極限引張強さ及び破断時伸びは、ASTM D2209またはASTM D638を使用して測定される。特定の実施形態では、初期モジュラス、極限引張強さ及び破断時伸びは、ASTM D2209のひずみ速度でASTM D638と同じサンプル寸法を使用する修正版ASTM D638を使用して測定される。
いくつかの実施形態では、該処理された菌糸体材料は、ダブルステッチの引裂強さ少なくとも20N、少なくとも40N、少なくとも60N、少なくとも80N、少なくとも100N、少なくとも120N、少なくとも140N、少なくとも160N、少なくとも180N、または少なくとも200Nを有し得る。特定の実施形態では、該トング型引裂強さは、ASTM D4705によって測定される。
いくつかの実施形態では、該処理された菌糸体材料は、シングルステッチの引裂強さ少なくとも15N、少なくとも20N、少なくとも25N、少なくとも30N、少なくとも35N、少なくとも40N、少なくとも50N、少なくとも60N、少なくとも70N、少なくとも80N、少なくとも90N、少なくとも100N、少なくとも125N、少なくとも150N、少なくとも175N、または少なくとも200Nを有し得る。特定の実施形態では、該トング型引裂強さは、ASTM D4786によって測定される。
いくつかの実施形態では、該処理された菌糸体材料は、トング型引裂強さ少なくとも1.8N、少なくとも15N、少なくとも25N、少なくとも35N、少なくとも50N、少なくとも75N、少なくとも100N、少なくとも150N、または少なくとも200Nを有し得る。特定の実施形態では、該トング型引裂強さは、ASTM D4704によって測定される。
いくつかの実施形態では、該処理された菌糸体材料は、曲げ弾性率(たわみ)少なくとも0.2MPa、少なくとも1MPa、少なくとも5MPa、少なくとも20MPa、少なくとも30MPa、少なくとも50MPa、少なくとも80MPa、少なくとも100MPa、少なくとも120MPa、少なくとも140MPa、少なくとも160MPa、少なくとも200MPa、少なくとも250MPa、少なくとも300MPa、少なくとも350MPa、少なくとも380MPaを有し得る。特定の実施形態では、該圧縮は、ASTM D695によって測定される。
様々な実施形態では、該処理された菌糸体材料は、水に浸漬した後の質量増加のパーセンテージとして測定される吸収特性が異なる。いくつかの実施形態では、水に1時間浸漬した後の質量増加%は、1%未満、5%未満、25%未満、50%未満、74%未満、または92%未満である。特定の実施形態では、水に1時間浸漬した後の質量増加%は、ASTM D6015を使用して測定される。
培養菌糸体の製造方法
本明細書に提供するのは、以下を含む、方法である:
培養菌糸体材料を生成する工程;
該培養菌糸体材料と、1つ以上のタンパク質とを含む組成物を生成するために、該培養菌糸体材料を、1つ以上のタンパク質を含む溶液と接触させる工程であって、該1つ以上のタンパク質は、該培養菌糸体材料が生成される由来の真菌種以外の種に由来するものである、工程;及び、
該培養菌糸体材料を圧縮する工程。
いくつかの実施形態では、該方法は、該培養菌糸体材料を該溶液に沈めることを含む。いくつかの実施形態では、該接触工程は、該培養菌糸体材料と該溶液を単一段階で接触させることを含む。
菌糸体材料を使用する例示的な製品
上記の菌糸体に対して様々な組み合わせ(上記で具体的に論じるもの及び上記に基づいて明らかであり得るかまたは誘導され得るものを含む)で適用される成長、処理、及び加工段階は、一般に、皮革に似せる材料を製造するように誘導または適合されることを理解されたい。その目的で、かかる加工段階は、特に、様々な種類の皮革を含めた皮革のものに類似した特徴または特性(触覚、視覚、及び物理等、本明細書でより詳細に記載する)を有する、または様々な既知の特性または特質を有する特定の菌糸体系材料を製造するために適用され得る。このようにして、菌糸体系材料を、本明細書に記載の工程及びその変形に従って、ならびに様々な組み合わせで、培養、保存、可塑化、なめし、染色、タンパク質処理、コーティング、仕上げ、または後処理し、原材料を製造することができる。これは、通常、または様々な形態で、主に皮革であるか、そうでなければ皮革を特徴づけるもしくは含む異なる製品に製造または組み立てることができる。ある特定の形態及び組成物では、この菌糸体系材料は、皮革を扱う際に使用されるものと同じまたは同様の加工、組み立て、及び製造技術に適していること、またはそれとともに使用可能であることを含め、同様の皮革製品または皮革含有製品への消費者、小売業者、または製造業者の期待を満たすまたは超える製品または物品をもたらし得る。他の態様では、菌糸体材料を培養し、タンパク質処理する方法は、特に、真菌の育種、改変、または選択、ならびに特定の液体及び固体基材、栄養源、絡合材料等の使用を可能にし得、また、処理用のタンパク質は、さらなる組み立て、製造、または仕上げ技術に適していることを含め、従来の皮革よりも改善された作業性または製造可能性を提供する特定の特性を有する菌糸体の制御された生産を可能にし得る。このようにして、上記の説明に従って、または上記の説明に照らして製造され得る様々な種類の菌糸体材料で構成される、それを使用する、または組み込むかかる製品は、本明細書に記載の菌糸体材料を皮革に置き換えることによって実現され得る従来の皮革で可能である以上の利益を、生態学的、環境的、及び人道的な利益に加えて、消費者及び製造業者に提供し得る。
菌糸体材料の履物での使用
前述の説明によれば、一例では、本明細書に記載の菌糸体材料は、少なくともいくつかのタイプの履物の実質的にすべての部分に対して様々な形態で使用される、皮革の代替物を含め、様々なタイプ及び形態の履物で使用することができる。様々な形態で、本明細書に記載の菌糸体材料は、多くのタイプの靴のアッパーの全部または一部に使用することができる。さらに、ドレスシューズ等は、通常、皮革だけからなるまたは皮革を含む(例えば、最上部、足に接触する、表面で)インソールを含み、いくつかの用途では、ウェルト、ミッドソール及びアウトソール(少なくとも前足部分を含む)もまた皮革からなる場合がある。これらの場合のいずれにおいても、必要な特徴を有し、それに応じて所望の形態に組み立てまたは製造される、本明細書に記載の菌糸体材料の特定の実装形態で皮革を置き換えることができる。同様に、様々なタイプのスリッパのアウトソール及びアッパーのいずれかまたは両方を、本発明の菌糸体材料で作製し、例えば、皮革を置き換えてもよく、モカシンまたはデッキシューズのアッパー、アウトソール、靴紐、及び少なくとも一部のステッチのいずれかまたはすべてを本発明の菌糸体材料で作製してもよい。
図1に示す実施形態を参照すると、参照番号10は、特に運動用スニーカーの形態の靴を概して示す。特に、本明細書で考察される、「運動用」及び「スニーカー」という用語は、単独で使用されるか、特定のタイプまたはスタイルの履物と組み合わせて使用されるかにかかわらず、かかる履物が任意のタイプの運動活動または運動競技に厳密に使用されること、または使用可能であることを意味することも要求することも全くない。この点で、履物製品は、運動活動のために使用または意図されているかどうかにかかわらず、かかる履物を包含するように、単に運動用の履物のスタイルや構造である場合もあれば、それを想起させるものである場合もある(例えば、運動用スニーカーのように形作られた、もしくはそれと同様のアスリージャーまたはファッションの履物、あるいは運動用の履物の他の変形、以下に記載する通り)。さらに、図面を参照することを含めた本明細書でなされる説明は、記載及び図示された履物に関する単なる例示であり、その上、スタイルやフィットの目的で、及び/または様々な目的または条件に適した本明細書に記載の原理及び構造に基づく履物を作製するために、本明細書に記載の履物に変更を加えてもよい。さらに、特定のスタイルの履物(例えば、運動用スニーカー)に関する構築及び製造技術が本明細書で考察される場合があるものの、1つのタイプの履物に関して論じられるかかる構築及び製造技術は、他のタイプの履物(例えば、ハイキングブーツ、サンダル(スポーツ用サンダルを含む)等)に関して本明細書で論じる同等の構築及び製造技術の許容可能な選択肢であり得る。
継続して図1を参照すると、図示された運動用スニーカー10は、運動用スニーカーの典型的な構造の例示であり、アッパー12、ミッドソール14、及びアウトソール16を含み、アッパー12は、概して着用者の足を受け入れるのに適した内部18を画定し、アウトソール16は、着用者の足の下の地面に接触する運動用スニーカー12の部分を形成する。この点で、描写された運動用スニーカー10の構造は、一体化したミッドソール14とアウトソール16がまとめて履物の「アウター」と呼ばれ得ることが留意されるものの、概して他のタイプの履物に特有であり、描写されたミッドソール14及びアウトソール16以外は様々な形態で使用され得る。一例では、アウターは、少なくとも、通常別のアウトソールに含まれる接地面の部分が、ミッドソール材料に形成され得るミッドソール材料(例えば、許容可能なクッション性及び弾性の両方を示す圧縮成形されたエチル酢酸ビニル(「EVA」))からなり得る。同様に、アウターは、ゴムのアウトソール16を含むことができ、クッション性ミッドソールを含まずに単独で、一般に「ベアフット」スタイルのランニングシューズと呼ばれる運動用の履物等の用途に使用することができる。かかる変形は、本開示の範囲内であると見なされ、描写された例は、かかる記載に従って変化する。図1の例に示すように、ミッドソール16は、アッパー12とアウトソール16との間に配置され、特に、アウトソール16が与える地面との衝撃に対して、足裏を支え、クッションの役割を果たす。図2に示すように、アッパー12の内部18は、一般に、その下部でラスティングボード24によって囲まれ、アッパー12は、アッパー12の下部外周22の周りで、またはそれに隣接して(以下にさらに論じるように、特定の構築方法に応じて)ラスティングボード24に取り付けられる。ラスティングボード24及びまたは外周22に隣接するアッパー12の部分は、次に、ミッドソール14の上にラスティングボード24を配置してミッドソール14に取り付けられる。図3に示すように、インソール24は、ラスティングボード24の上で、内部18内に配置され得る。インソール20は、使用者にさらなる快適さを提供し、外周22の周りにラスティングボード24を取り付けるために使用される縫い目を覆うため、少なくとも多少クッション性があってもよい。1つの態様では、インソール20もまた、菌糸体材料を含み得る。これは、完全に菌糸体材料からインソール20を組み立てることによって行われる場合もあれば、インソール20の最上部の足接触面が菌糸体材料からなるように、菌糸体材料の薄層で発泡体のクッション層を覆うことによって行われる場合もある。
図1及び図2に見られるように、本記載の運動用スニーカー10は、アッパー12の様々な部分に対応する原料のいくつかの個々の部分からアッパー12が組み立てられる「カットアンドソー」工程を使用して製造されるスニーカー、特に、アッパー12の例である。特に、個々の部分は、アッパー12の所望の最終形態に従って必要に応じて、平坦な二次元形状の原料から切り出され、少なくとも部分的にアッパー12を所望の三次元形状で与える様々な継ぎ目に沿って縫い合わされる。かかる縫製は、縫い目に沿って様々な接着剤を使用することによって増強される場合があり、アッパー12の内部18の所望の形状に対応する靴型全体で行われる場合もあれば、一部で行われる場合もある。特に、ラスティングボード24は、通常、靴型上でアッパー12に縫い付けられ、描写された運動用スニーカー10、及び同様の履物の通常の構造に関しては、隣接するエッジトゥエッジの縫い目で、外周22を画定するアッパー12の材料部分をラスティングボード24とつなぐ特殊機械を使用する「シュトローベル」ステッチを使用して仕上げられる。組み立てられたアッパー12及びラスティングボード24を含む、得られた「シュトローベルソックス」は、次に、ミッドソール14に取り付けられる。ほとんどの場合、これは接着剤等を使用して行われる。いくつかの構造の形態では、ラスティングボード24とミッドソール14の間の取り付けは、ブレークステッチ等の縫い目を使用して増強または仕上げられる場合もあれば、以下にさらに論じるように、ミッドソール14に付随する特徴に関連するアッパー12の特定の領域に沿った縫い目を使用して増強または仕上げられる場合もある。一般に、ミッドソール14は発泡材料からなり、様々な密度のEVAを含むか、またはプラスチック等を含めた様々なインサートを含む、複数の異なる発泡材料からなってもよい。アウトソール16は、少なくとも、地面との接触がなされる領域及び/またはグリップもしくは耐久性が求められる領域で、ミッドソール14に接着、固着、または別様に接合されるゴム(様々な合成ゴム等)の1つ以上の部分から形成され得る。
上記カットアンドソー型のアッパー12の組み立てに関しては、アッパー12のピース及び部分は、概して、上記のアッパー12の特定の領域と一致するが、運動用スニーカー10の所望のスタイルの外観に応じたそれらの特定の形状及び配置、ならびに運動用スニーカー10の所望のフィット、柔軟性、及び支え(運動用スニーカーの使用目的によって影響される場合も指示される場合もある)によって変化する場合がある。図1及び図2の例示的な描写では、アッパー12の様々な部分は、トゥーチップ26、及び運動用スニーカー10のスロート30までトゥーチップ26から上向きに延在するバンプ28を含み得る。タン32は、バンプ28からスロート30に沿って上向きに延在し、対向する内側及び外側のクオーター34a及び34bは、トゥーチップ26から後方に延在し、アッパー20のそれぞれの側に沿って、かつスロート30から下方に向かって下部外周22の部分を画定する。ヒールカウンター36は、アッパーの後部を囲むように延在し、着用者のかかとを囲むように2つのクオーター34aと34bの間を接続する。さらに、内側及び外側のカラー部分38a及び38bは、ヒールカウンター36から上向きに、かつそれぞれの内側及び外側のクオーター34から後方に延在し、アッパー12のトップライン40のそれぞれの部分を画定することができる。ヒールタブ42は、ヒールカウンターの上に配置され、それぞれのカラー部分38a及び38bの最も後方の端部間を接続し、トップライン40の後部を画定する。インナーライナー44(図3)は、アッパー12の全部または一部を通って延在し、その内部18を画定することができ、それが延在するアッパー12の個々の外側部分に取り付けることができる。
上記のように、アッパーの上記の部分の形状及び構成は単なる例示であり、異なる外観、ならびに異なるフィット及び性能特性(柔軟性、支え、重量等)を達成するように変更することができる。1つの態様では、描写されたカラー部分38a及び38bの全部または一部は、それぞれのクオーター34a及び34bと一体の場合もある。さらに、トゥーチップ26は、クオーター34a及び34bの一方または両方と一体であってもよく、それ自体1つ以上の部分に形成されてもよく(例えば、それぞれのクオーター34a及び34bから別々に延在する)、バンプ24も、それ自体トゥーチップ26と一体であってもよい。かかる構造では、さらなる部分をバンプ24及びまたはトゥーチップ26(例えば、フォクシング)とともに組み立て、様々な継ぎ目を覆う場合、及び/またはさらなる支え、保護、もしくはスタイル効果(例えば、バイシクルトゥー等)を与える場合がある。さらにさらなる変形例では、カラー部分38a及び38b及び/またはヒールタブ42は、描写された特徴に対して上向きに延在することができ(またはさらなる部分を既存の部分の上に追加してもよく)、それにより、着用者をさらに支え、または保護するため、及び/または美的目的で、トップライン40をミッドトップまたはハイトップスニーカーのレベル(すなわち、着用者のくるぶしまたはその上)まで上昇させる。
さらに図3に示すように、追加の構成要素をアッパー12の外側部分とライナー44の間に加えてもよい。特に、カラーライニング46(詰め物を含む場合もそれとともに接着される場合もある)は、カラー部分38a及び38b、ヒールタブ42、及び(該当する場合)クオーター34a及び34bの部分に取り付けることができ、ライナー44の部分にわたって内側に巻き付けることができ、完成品の外観を与えると同時に、トップライン40の周りに着用者にとって有益であり得る詰め物またはグリップを提供する。同様に、追加のライニングまたは詰め物をタン32の内側に追加して、スロート30を足上で閉鎖するようにクオーター34aと34bを結び付けるのに使用される靴紐50の力をさらに均等に分散させることができる。
上記に従って、アッパー12は、上記の菌糸体材料の1つ以上の特定の実装形態を使用して、全体的に作製される場合も部分的に作製され得る。上記のように、培養、保存、可塑化、なめし、染色、タンパク質処理、コーティング、仕上げ、及び後処理段階を個々に調整し、様々な方法でまとめて組み合わせ、描写及び記載された運動用スニーカー10での使用に特に適した特性を実現することができる。いくつかの点で、かかる特性は、上記のように、該菌糸体材料が、描写されたタイプのスニーカーが本来製造され、かかるスニーカーの構築及び組み立て技術が由来する皮革材料を模倣すること、またはそれに対する期待を満たすことを可能にし得る。特に、多くの場合、皮革は、織布または編み布、合成皮革またはスエード、様々なポリマーシート材料、及びそれらの組み合わせを含めた他の材料ですでに次第に置き換えられている。かかる材料の使用により、皮革に対してある特定のコスト上の優位性(入手可能性によるものを含む)、ならびに材料特性または利用可能な製造技術(例えば、いわゆる三次元織りまたは編み技術等、それにより、材料及びパターン、ならびに形状に変化を取り入れることができる)を使用して、さらに継ぎ目のない方法で、アッパーまたはその部分を作製する能力を含め、様々な製造上の優位性がもたらされる場合がある。いくつかの合成材料はまた、従来の皮革が形成可能でも適応可能でもない方法で形成可能または適応可能であり得る。他の面では、合成及び布帛(合成及び天然布帛を含む)材料は、皮革製のものと比較して、かかる材料製のスニーカーの支えまたは耐久性の妥協を示す場合もあれば、それを低下させる場合もある。さらに、皮革の外観及び触覚品質は、多くの運動用スニーカー(及び他の履物)の実装形態において消費者に好まれる場合がある。このようにして、皮革の代わりに、さらに合成材料及び布帛の代わりに(全体的または部分的に)、本発明の菌糸体材料を使用して、様々な可用性(及び場合によってはコスト)ならびに皮革に関して存在する生態学的問題、ならびに、特に、描写された運動用スニーカー10を含めたスニーカーの製造に使用される場合に、合成及び布帛材料の選好、支え、及び耐久性に対処することができる。これにより、場合によっては、本発明の菌糸体材料を、従来の皮革の特定のスニーカーのデザインを想起させる場合もあれば、直接それに基づく場合もあるいわゆる「レトロ」スニーカーの製造に使用するのに適したものにすることができる。同様に、本発明の菌糸体材料の実装形態は、皮革の耐久性及び支えが好都合な、または皮革の外観も求められる活動用を含め、皮革の特性が好ましい他の用途に使用され得る。
従って、一例では、図1~3に示される運動用スニーカー10は、アッパー12が、全体的にまたは主要な部分で、皮革製の、または主に皮革製の靴のアッパーを製造するのに使用される構築及び組み立て技術を用いて、本発明の菌糸体材料から製造されるようなものであり得る。この点で、トゥーチップ26、バンプ28、クオーター34a及び34b、ヒールカウンター36、カラー部分38a及び38b、ならびにヒールタブ42(ともに図1~3に描写され、本開示の範囲内で上記の目的のために修飾される)を含めた上記のアッパー12の様々な部分は、所望の組成の平坦な原料菌糸体材料シートから所望の形状に切り出され、切り出された材料ピースの隣接部分間の界面で縫い目線に沿って互いに縫い合わされ、アッパー12にその所望の形を与えることができる。特に、切り出された菌糸体材料は、該材料の重なり合う部分によって画定される継ぎ目に沿ってトップステッチ52によって結合することができる。トップステッチ52の位置では、該菌糸体材料の裁ち端は、一般に、上/最外部のピースのそれぞれの切れ目に沿って目に入り、トップステッチ52も同様に目に入り、これは、さらなる耐久性または装飾効果のために継ぎ目の少なくとも一部に沿って二重にされる場合も三重にされる場合もある。さらなる許容値または許容誤差が必要な領域では、1つ以上のトップステッチで固定されるフェルド継ぎ目(ラップまたはトップフェルド継ぎ目等)を使用することができることが留意される。裁ち端及び継ぎ目の両方を目立たなくする(または隣り合うパーツを隣接して結合する)場合、縫い返し継ぎ目54を使用することができる。示すように、内側及び外側のクオーター34a及び34bは、縫い返し継ぎ目によって結合することができる。同様に、カラー部分38a及び38bならびにヒールタブ42(ならびに任意にクオーター34a及び34b)は、カラーライニング46と縫い返し継ぎ目によって結合することができる。さらに、タン32は、本発明の菌糸体材料から作製することができ、そのライニングと、縫い返し継ぎ目によって結合することができ、そこでは、タン32とタンライニングは、互いに向き合う所望の外面を備えた外側縁及び上端(ならびに任意に、ライナーの外側の任意のさらなる詰め物)に沿って縫い合わせることができる。組み立てたタン32及びライナー48を、次に反転して外面を露出させ、トップステッチ52を使用してバンプ及び/またはクオーター34a及び34b(該当する場合)と組み立てる前に、詰め物を包み込むことができる。
いくつかの点で、概して皮革に匹敵する菌糸体の特性により、上記の組み立てが、皮革製のスニーカーアッパーの組み立てに使用されるものと同等またはそれに匹敵するパラメータ及び機器による上記技術を使用して完了することができるようになり、その結果、同様の外観ならびに確立された技術及び既存の機械を使用する効率が得られる。このようにして、上記の切り出された菌糸体材料のピースは、縫い合わせる前に該材料の肉厚を薄くするためにそれに対して行われる端の皮漉きを含めたさらなる加工段階を有することができ、それにより、縫い返し継ぎ目54のよりきれいな外観及びより容易な完了、またはアッパー12への任意のフェルドステッチの組み込みをもたらすことができる。かかる皮漉きは、所望の継ぎ目の端で該材料を圧縮または切断することを含むことができ、皮革の端を皮漉きするのに使用される機械を使用して完了することができる。図1~3に示す典型的な組み立てステッチ52及び54に加えて、アッパー12の組み立ての前または後に、菌糸体材料のピースに刺繍を施すことができる。一例では、靴紐が通るアッパーのアイレット56は、アイレット56aの周囲またはそれを通るかかる刺繍58によってもたらされ得るさらなる強化から恩恵を受ける場合がある。追加の構造的刺?(金属またはプラスチックのストリップ等の追加の構造部材を囲むまたは取り付けるため等)もまた、クオーター34a及び34bに沿って使用してもよく、ロゴもしくは他の識別用、または情報の識別用を含めた装飾的刺繍(すなわち、継ぎ目と関連しない縫い目)を、アッパーの他の場所(ヒールタブ42、タン32、ヒールカウンター36ならびにクオーター34a及び34bが挙げられるがこれらに限定されない)に施すことができる。
同様に、該菌糸体材料は、本発明の運動用スニーカー10の製造に有用であり得る、皮革に使用される他の加工及び組み立て技術に適している可能性がある。特に、上記のなめし工程中またはその後、該菌糸体材料をスプリットし、皮革の「トップグレイン」に相当する部分を除去してスエードに似せた菌糸体材料をもたらし、同等の触覚及び材料特性、よりしなやかでありながら粗い感触及び皮革よりも高い柔軟性等を示すことができる。同様に、該菌糸体材料を、ヌバック皮革に似せるために(外観及び様々な材料特性において)紙やすりで磨いても、バフ研磨しても、刻印してもよく、アニリン皮革に似せるために可溶性材料でなめしても染色してもよい。様々な例では、バンプ28、外側クオーター34a、及びカラー部分38a及び38bを、スエードに似せたスプリットした菌糸体材料から作製し、支えがあまり必要とされない可能性がある領域の柔軟性及び快適性を向上させることができる。同様に、タンライナー48及びカラーライナー46を、スエードに似せたスプリットした菌糸体材料から作製し、グリップ及び/または柔軟性を向上させてもよい。他の例では、可塑化プロセスを調整し、菌糸体材料をスプリットするために適用し(さらに任意にエンボス加工を使用し)、バイキャストレザーと同様の材料を製造することができる(またはポリウレタンもしくビニルの追加の適用を施すことができる)。これは、かかる材料がもたらすさらなる剛性から恩恵を受け得るヒールカウンター36を含めたアッパーの部分に使用してもよい。
1つの態様では、現在使用されている菌糸体材料が製造される上記の工程は、上記のさらなる加工に対して及びそれに由来する望ましい特徴を提供するために調整することができる。一例では、該菌糸体材料を培養して、「中間」のスプリットが、従来のスエード(例えば、ラム、ゴート、カーフ等)の製造に好ましいタイプのなめし皮に似ている構造を提供することができる。これは、より緻密な繊維のネットワークを有するため、得られる材料の露出面に「毛足の長い」毛羽が少なくなる。かかる修飾を行って、アッパー12の異なる部分に用いる様々な異なる特定の皮革様菌糸体材料、すなわち、より柔軟またはより硬い材料を、かかる特性を利用する場合もあれば、それらから恩恵を受ける場合もある上記の部分等に対してもたらすことができる。
さらに、該材料に原料のまま、または切断後に穴をあけ、所望の領域の柔軟性または通気性を高めてもよい。穿孔60のサイズ及び形状は、異なる部分間で異なってもよいし、特定の穿孔面積内であってもよい。一例では、バンプ28を、外側クオーターが原料から切り出された後(またはバンプ28及び/またはアッパー12の他の部分が原料からレーザー切断により切り出される工程で)、拡大パターン60にレーザー切断で穿孔し、支えも硬さもあまり必要とされない領域の柔軟性及び通気性を高めてもよい。同様に、レーザーエッチングを使用して、様々な領域の菌糸体材料を(完全に切断せずに)薄肉にしてもよいし、選択的にトップグレインを除去することを含め、装飾を施してもよい。一例では、例えば、穿孔60内の材料の分解またはピリングを低下させるために繊維のネットワーク形成を制御することまたは可塑化することによって(それにより、トップステッチ52に隣り合う裁ち端の品質及び弾性も改善することもできる)、穿孔を容易にするように、または穿孔の品質を向上させるように、該菌糸体材料を製造してもよい。他の例では、可塑化工程を実施して、レーザー切断の過程で「自己修復」するか、または皮革と比較して、レーザー切断またはレーザーエッチングに適した(例えば、より低い電力で、または燃料の影響を受けにくい)、穿孔内を含めた裁ち端を得ることができる。
上記のように、接着剤を使用して、アッパー12の構築に使用され得る両トップステッチ継ぎ目52、縫い返し継ぎ目54、ならびにフェルド継ぎ目を含めた、アッパー12の部分間の様々な継ぎ目の強度を改善することができる。さらに、接着剤を単独で使用して、組み合わせたアッパー12及びラスティングボード24をミッドソール14に取り付けてもよい。溶剤系接着剤(セメントとも呼ばれる)は、ミッドソール14の取り付けを含めたかかる目的のために使用されており、比較的コストが低く、固定時間が短く、作業性が高いことが一般に認められている。かかる溶剤系接着剤及びセメントは、それらを皮革で使用することができる方法と同じ方法で、重なり合う菌糸体材料の部分の継ぎ目を固定するのに、及び/または下部外周22に隣り合うアッパー12の部分(または、上記のように、菌糸体材料から作製することもできるインソール20)を形成する菌糸体をミッドソール14に固定するのに役立たせること等のため、本発明の菌糸体材料のアッパー12のパーツまたは部分で使用することができる。さらなる態様では、かかる接着剤を使用して、アウトソール16をミッドソール14に取り付けることもできれば、アッパー12及びラスティングボード24の両方の後部とミッドソール14間に固定される描写されたヒールスタビライザー62を含めたさらなる要素をアッパー12とともに取り付けることもできる。
状況次第で、紫外線(「UV」)光硬化または活性化接着剤を使用して、溶媒系接着剤を全体的にまたは一部置き換えることができる。かかるUV硬化またはUV活性化接着剤は、アクリル系セメントを含む場合も変性エポキシ材料を含む場合もある。いずれの場合も、該化合物は、UV光への露光の際に化学反応を起こし、その反応に対する副生成物の放出を引き起こす光開始剤を含む。これらの副生成物は、残りの化合物と相互作用し、該化合物の硬化を引き起こす場合もあれば、硬化をもたらす反応を開始する場合もある。光開始剤を組み込み、それに依存することで、該セメントまたは接着剤が、塗布から短時間内(例えば、アクリルセメントでの空気への曝露またはエポキシの場合の混合)ではなく、「オンデマンド」で硬化することを可能にする。これにより、アッパー12及び/またはミッドソール14の様々な部分を、継ぎ目52、54に対応するその部分に沿って被覆することができるようにする場合もあれば、別の要素への取り付けを切断時に、例えば、所望の他のピースまたは要素に取り付ける準備ができた時点で活性化される各ピースの接着剤部分により可能にする場合もある。様々な熱活性化接着剤を同様の方法で使用することができる。一般に、かかる接着剤は、ある特定の閾値温度を超える熱を加えた際に硬化するように作製される場合もあれば、熱を硬化触媒として利用する場合(例えば、エポキシの場合)もある。一例では、熱活性化接着剤は、接着剤の硬化を開始または増幅させるためにその後ヒートトンネルを通される組み立てたアッパー12及び/または組み立てた運動用スニーカー10を縫い合わせる前に塗布され、完成部品または製品が得られる。いくつかの用途では、該接着剤は、ピースまたは部品を縫い合わせることなく組み立て、その後熱を加えて該熱活性化接着剤を硬化させることができるように初期状態では比較的低レベルの接着を示す場合がある。
さらに、溶剤は、多くの場合揮発性有機化合物(「VOC」)または他の汚染化学物質(引火性でもあり得る)を含むため、水性接着剤及びセメントが、溶媒系化合物の代替として機能するように開発された。一例では、例えば、ポリウレタン接着剤は、該接着剤の硬化が、水が該化合物から蒸発することを必要とするため、水をその主要な「溶媒」として有し得る。従って、加熱を使用して、該接着剤の硬化を加速する場合もあれば、硬化を引き起こす場合もある。さらに、取り付ける材料を予熱することで、硬化工程を加速することもできる。水性接着剤は、本発明の運動用スニーカー10を、本発明の菌糸体材料からなる上記部分で組み立てることを含めた靴の組み立てにおける使用にとってそれらを有利にするある特定の特徴をもたらす可能性がある。特に、乾燥の過程での該化合物の架橋は、周囲湿度の影響を受けにくい可能性がある(硬化剤の添加でさらに耐湿性、ならびに初期接着強さ、耐熱性、及び耐水分解性性能を改善することができる)。水性接着剤は、該材料の硬直を低減することができ、縫い合わせを妨害する傾向が少ない可能性がある。さらに、それらは、十分に噴霧可能でありながら、比較的高粘度で作られ、硬化前に該材料への吸収を防ぐことができる。従って、上記と同じ方法で、水性接着剤を使用して、上記の継ぎ目52、54を固定するのに役立たせること、及び/またはさらなる要素をアッパー12に取り付けるのに、もしくはアッパー12及びラスティングボード24をミッドソール14に固定するのに役立たせることができる。
さらに、図3に示すように、アッパー12は、様々な芯地要素の形態のさらなる構造要素を含み得る。特に、ヒールカウンターの芯地層64は、ヒールカウンター36と、クオーター34a及び34b及び/またはカラー部分38a及び38bの下層部分の間に配置することができる。同様に、内側及び外側のクオーター34a及び34bは、アイレットの芯地66をスロート30に隣り合うその端に沿って含むことができる。両方の場合で、芯地64、66は、比較的硬い布帛または比較的柔軟なポリマーシート材料からなることができるため、芯地64、66を使用することで、それが使用される領域におけるアッパー12に対してさらなる支えがもたらされる。特に、ヒールカウンターの芯地64(これは、ステッチ52への干渉を防ぎ、芯地64を隠しておくためにヒールカウンター36より小さくてもよい)は、着用者のかかとをさらに安定させることができる。同様に、アイレットの芯地は、アイレット56の領域のクオーター34a及び34bに対してさらなる支えを与え、靴紐50の締め付けが、クオーター34a及び34bを損傷するのを防ぐこと、及び/またはアイレット56をスロート30に近づけて配置することができるようにする。芯地64及び66は、少なくとも最初は、ヒールカウンター36ならびにクオーター34a及び34bに、上記の接着剤のいずれかを含めた接着剤を用いて取り付けられ得る。
1つの面では、本発明の菌糸体材料の材料特性を制御する能力は、従来の皮革よりそれを接着剤に適したものにすることもでき、既存の技術及び機器ならびに組み立てを使用した組み立てがさらに容易になり、本発明の運動用スニーカー10、及びその変形に、強度及び弾性の向上をもたらす。様々な例では、本発明の菌糸体材料を、特異的に表面粗さを増加させ全体的な多孔性を減少させるように製造し、様々な接着剤での接着を改善することができる。さらに、耐熱性及び/または熱吸収を増加させるために調整を行い、水性接着剤とともに使用するための材料の予熱をより高温にすることができる。
さらに、本発明の菌糸体材料のさらなる特性は、さらなる組み立て技術の使用をもたらし得るとともに、異なる機能的及び美的特徴を備えた異なるタイプの全体構造の実装形態を促進し得る。一例では、上記の可塑化工程は、該菌糸体材料にある程度の熱可塑性を与えることができる。最も注目すべきは、該菌糸体材料の熱可塑性により、熱を使用してこれを成形及び接着することが可能になる。該材料が示すかかる熱可塑性の特定のレベルは、上記の様々なパラメータに応じた可塑化工程の様々なもの、ならびに可塑化工程の結果に影響を与える可能性がある培養、なめし、及び染色工程の特定の特徴を適用することによって制御することができる。
一例では、該菌糸体材料は、接着剤によって確実に組み立てられるように製造される場合があり、その結果、図1~3に示すステッチ52及び54が排除され得る。これは、さらに、アッパー12の様々な部分間の熱活性化接着を促進し得る該菌糸体材料の熱可塑性によって可能になり得る。例えば、水性接着剤を使用する場合、該接着剤の乾燥を促進するために材料を加熱することで、菌糸体のピースを直接融合させる場合もある。さらに、特殊な装置を使用することにより、アッパー12の様々な部分、またはアッパー12全体を、糸を通した継ぎ目も接着剤も使用することなく、熱及び圧力を使用して融合させる場合もある。同様に、アッパーの部分、例えば、アッパーカラーインサート68またはバンプ28を布帛で組み立て、アッパー12に柔軟性を付加してもよい。1つの用途では、様々な熱可塑性布帛を使用することができ、それらを同様にアッパー12の隣り合う部分に熱接着することができる。熱はまた、組み立てられたアッパー12及びインソール20をミッドソールに接合する際に、特に、インソール20が本発明の菌糸体材料からなる場合の用途で使用することもできる。
図4~6に示す別の例では、本開示の運動用スニーカーの変形110は、トゥーチップ126、バンプ128、タン132、クオーター134a及び134b、ヒールカウンター136、ならびにカウンター部分138a及び138bに対応するその部分を含む形状に切り出すことができる単一のピースの菌糸体材料から組み立てられるアッパー112を含むことができる。認められるように、カットアンドソー構造、例えば、上記運動用スニーカー10のものは、継ぎ目の構造及び個々のパーツの相対的配置を頼りにして、組み立てられたアッパー12の三次元形状を与える。図4に示す一体型のアッパー112は、該菌糸体材料の平坦な原料から同様に切り出されるが、パーツの相対的配置のための継ぎ目がないため(ヒールカウンター部分136とカラー部分138aの結合を除く)、熱成形を使用して、アッパー112の所望の三次元形状に寄与することができる。このようにして、図6に示す材料シート170は、加熱された後に、靴型上で成形されてインソール120と組み立てられる。この加熱は、材料シート170が靴型上で成形される際に三次元形状を付与するように、それを柔軟にする。組み立てられたアッパー112及びインソール120は、その後、図5に示すように、ミッドソール114及びアウトソール116と接着することができる。別の例では、該材料シートを、ヒールカウンター136とカラー部分138aを接着剤(上記熱活性化接着剤等)を使用して最初に取り付けること等により所望の形状に大まかに形成し、特殊な成形型に配置することができ、そこでシート170に熱を加え、型からの圧力によりアッパー112に所望の三次元形状が付与されるようにしてもよい。
さらに示されるように、カラーライニング146等のさらなる特徴は、アッパー112及びインソール120をミッドソールと接着する前に組み立てることができ、これは、接着剤、熱接着、または従来の縫い合わせを用いて行われ得る。変形例では、カラーライニング146は該菌糸体材料からなることができ、これを、例えば、シート材料170とともに直接接着用に型に配置することができ、同時にアッパー112が成形される。外部ヒールカウンター補強材等のさらなる要素を、本発明の菌糸体材料の実装形態で組み立て、接着剤及び/または熱を使用してアッパー112と接着することができる。1つの用途では、該菌糸体材料の熱可塑性は、射出成形等によるものを含めて、プラスチックをアッパー112に直接オーバーモールドすることを容易にし得る。このようにして、描写されたヒールカウンター補強材172の変形、ならびにクオーターバンド174及びアイレット補強材178は、さらなる段階によって、形成後にアッパー112に付加することができ、そこでは、アッパー112は、これらの特徴がアッパー112に柔軟性プラスチックまたは熱可塑性エラストマー材料から直接成形されるように、ヒールカウンター補強材172及びクオーターバンド174用のキャビティを備えた次の型に配置される。さらなる変形例では、かかる特徴は、アッパー112に直接3-D印刷することが、例えば、フィラメントデポジションによって可能であり、この場合、材料のフィラメントを押し出すのに使用された熱は、該菌糸体材料との融合を促進する。ある特定の態様では、特徴は、さらなる成形の前に、材料シート170に3-D印刷され得る。別の方法として、特別に適合された装置を使用して、形成されたアッパー112上に特徴を3-D印刷することができる。さらに、図3~6に描写されたカウンターインサート176等の布帛部分は、シート170とともに、接着剤を使用すること、または熱可塑性の布帛が使用された場合には、上記のように熱接着によることを含めて、組み立てることができる。
さらなる変形例では、一枚の菌糸体材料のシート170は、異なる特定の実装形態またはタイプの菌糸体材料から形成される場合もあり、これらは、切込みの入ったシート材料の状態で、または該シートの個々の部分が別々に切断された後に接着される。1つの態様では、該材料は、異なる外層が1層の内層に接着され得るように別々の層で接着され、アッパー112の異なる領域に異なる材料特性が提供され得る(例えば、バンプ領域128用またはカラー部分138a及び138b内のあまり硬くない材料)。このようにして、一般に「継ぎ目のない」アッパー112が、異なる特性または特徴を有する異なる菌糸体材料の部分で構築され得る。さらに、防水層、他の積層等を含めたさらなる層を、同様の工程で付加することができる(上記アッパー12の個々のピースを形成するのに使用される材料に関連して行うこともできる)。一例では、カラーインサート168及びカラーライニング146をシート170に含めることができ、柔軟性及び/またはグリップがより大きなシート170の接着部分からなることができる。
本明細書に記載の運動用スニーカー10及び110の上記の実施形態のいずれにおいても、既存のスニーカー及び他の履物に関連して使用されるものと同様の技術を使用して、様々なデザイン、ロゴ等をスニーカー10、110に追加することができる。様々な例では、アッパー12及び112の様々な菌糸体材料の領域は、パッド印刷またはスクリーン印刷等により印刷され得る。本発明の菌糸体材料は、昇華工程を使用して印刷することもでき、この場合、特殊なインクを特殊なシートに印刷し、アッパー12及び112に対して高温で圧迫することで、該インクが昇華して該菌糸体材料の表面に浸透し、その後固体状態に戻って該菌糸体材料の一般的に永続的な部分になる。さらに、本発明の菌糸体材料の熱可塑性により、熱及び圧力を用いた図形または他の機能要素のエンボス加工が可能になり得る。
該菌糸体材料を使用する上記技術及び組み立て方法はまた、上記の様々なタイプ(スリッパ、サンダル、モカシン、デッキシューズ)を含めた他のタイプの履物を、かかる履物を皮革から作製するのに使用されるものと一般に同様の技術を使用して組み立てるために使用することもできると同時に、該菌糸体材料の多くのさらなる特性を利用し、上記の原理及び変形に従って、かかる履物及びその構造にさらなる利点を提供することを理解されたい。このようにして、様々なスタイルのドレスシューズ、ブーツ等もまた、上記の工程及び技術の様々なものを使用して、本発明の菌糸体材料から作製することができる。一例では、図7に描写されたドレスシューズ210は、本発明の菌糸体材料から作製することができ、これにより、皮革を形状に伸ばす必要がなく、熱を使用してそのトゥー226を成形することが可能になり、それにより、シューズ210の製造がより容易で安価になり得る。描写されたドレスシューズ210のさらなる部分は、上記の運動用スニーカー10及び110の部分と概して同様である場合があり、同様に番号付けされている。変形例では、ドレスシューズ210または同様の構造のブーツは、上記のように単一のアウターを含むことができ、これには、描写されたアウター216の代わりに地面に接触し得る表面を与えるのに適したミッドソール214の材料が含まれる。1つの用途では、ドレスシューズ210またはブーツは、クレープゴムまたは適切な写しもしくは代替物からなる「クレープソール」を含んでもよく、これは、ミッドソールとアウトソールを組み合わせたものの厚さに匹敵する厚さのゴム層でクッション性を与えるのに十分に低いデュロメータを示す。他の同様の応用もまた可能である。
当業者には、本記載の発明及び他の構成要素の構築が、任意の特定の材料に限定されないことが理解されよう。本明細書に開示する本発明の他の例示的な実施形態は、本明細書に別段の記載がない限り、多種多様な材料から形成され得る。
本開示の目的のために、「結合された」という用語(その語形、すなわち、結合する、結合すること、結合された等のすべてにおいて)は、一般に、2つの構成要素を互いに直接的または間接的に結合することを意味する。かかる結合は、本質的に固定される場合もあれば、本質的に可動である場合もある。かかる結合は、2つの構成要素及び任意のさらなる中間部材によって達成される場合があり、該中間部材は、単一の単体構造として互いに、または該2つの構成要素とともに一体成形される(例えば、該アッパーは、該アウトソールに直接またはミッドソールを間に介して結合され得る)。かかる結合は、特に明記しない限り、本質的に永続的である場合もあれば、本質的に取り外し可能または解放可能である場合もある。
上記の例において、示されている該製品の要素の構成及び配置は、例示に過ぎないことに留意することも重要である。本開示では、本革新のほんの数実施形態のみを詳細に記載してきたが、本開示を検討する当業者には、記載された主題の新規な教示及び利点から実質的に逸脱することなく、多くの変更が可能であること(例えば、サイズ、寸法、構造、形状ならびに様々な要素の割合、パラメータ値、取り付け方法、材料の使用、色、向き等)が容易に理解されよう。例えば、一体成形されたものとして示される要素は、複数のパーツから構築されてもよく、複数のパーツとして示される要素は、一体成形されてもよく、界面の操作は、逆であっても変更されてもよく、該システムの構造及び/または部材またはコネクタまたは他の要素の長さもしくは幅は変更されてもよく、該要素間に提供される調整位置の性質または数は変更されてもよい。従って、すべてのかかる変更は、本革新の範囲内に含まれることが意図される。他の置換、修正、変更、及び省略が、本革新の主旨から逸脱することなく、所望の及び他の例示的な実施形態のデザイン、操作条件、及び配置においてなされ得る。
任意の記載の工程または記載の工程内の段階を、他の開示の工程または段階と組み合わせ、本発明の範囲内の構造を形成してもよいことが理解されよう。本明細書に開示する例示的な構造及び工程は、例示を目的とするものであり、限定的なものとして解釈されるべきではない。
本発明の概念から逸脱することなく、前述の構造及び方法に変更及び修正を加えることができることも理解されるべきであり、さらに、かかる概念は、以下の特許請求の範囲が、その表現により、明示的に別段の定めをした場合を除き、これら特許請求の範囲によって適用されることが意図されることも理解されたい。
上記の説明は、図示された実施形態の説明のみであると見なされる。本発明の変更は、当業者及び本発明を作製または使用する者には想起されるであろう。従って、図面に示した上記の例は、単に例示の目的であり、均等論を含めた特許法の原則に従って解釈される、以下の特許請求の範囲によって定義される該製品の範囲を限定することを意図しない。
実施例1-保存菌糸体材料の可塑化
材料のなめし及び可塑化の前に材料を保存する様々な方法の効果を調べた。第1段階として、Ganoderma sessileを培養し、およそ長さ21インチ、幅14インチ、厚さ2インチの培養菌糸体材料の実質的に均質な(すなわち、子実体も実質的な形態学的変化もない)マットを形成した。これらの培養菌糸体材料のマットを、次にそれらを成長させた基材から分離し、2種の異なる処理レジメンで処理した。
第1の処理レジメン(「処理A」)として、培養菌糸体材料のマットを、メタノールと15重量%の塩化カルシウム(CaCl)の溶液に7日間沈めた。その溶液を次いで清浄な溶媒で置換し、これらのマットをその後同じ溶液にさらに7日間沈めた。その溶液を再度清浄な溶媒で置換し、マットを次いで同じ溶液にさらに7日間、合計21日間、溶液に沈めた。これらの培養菌糸体材料のマットをその後、プラテンプレスにて、5分間、1/2インチの厚さまで圧縮した。それらのマットを次にメタノールに3日間沈めることでマットをすすぎ、プラテンプレスにて、30分間、1/4インチの厚さまで再度圧縮した。これらのマットをその後プラテンプレスで1日乾燥した。
第2の処理レジメン(「処理B」)として、これらの培養菌糸体材料のマットを、第1にプラテンプレスにて、5分間、1/4インチの厚さまで圧縮した。これらの圧縮したマットを、次いでメタノールと15重量%の塩化カルシウム(CaCl)の溶液に14日間沈めた。それらの培養菌糸体材料のマットを次に水に3日間沈めることでマットをすすぎ、プラテンプレスにて、30分間、1/4インチの厚さまで再度圧縮した。これらの培養菌糸体材料のマットをその後プラテンプレスで1日乾燥した。
処理を施した培養菌糸体材料のマットのいずれも、茶の溶液中、溶液でなめし、その後、20重量%のグリセリン水溶液をマットに塗布することによって可塑化した。これらの培養菌糸体材料のマットをその後、最終幅0.1インチまでカレンダープレス、および10重量%の非硫酸化加脂剤を含む水溶液にて圧縮した。
処理間の差があるとすれば調べるため、処理A及び処理Bのマットに対して様々な試験を行った。これらを、該当する場合には材料を調べるために使用されるASTM規格とともに以下の表1にまとめる。ASTM D638は、ひずみ速度を毎分10インチに設定するように変更した。ASTM D6015は、0.25×1.0インチの、より小さいサンプル寸法を使用するように変更した。
(表1)可塑化保存菌糸体材料からの試験結果
Figure 2022513027000002
実施例2-タンパク質溶液の浸漬及び架橋
菌糸体材料をタンパク質で処理する効果を調べた。第1段階として、Ganoderma sessileを培養し、およそ長さ21インチ、幅14インチ、厚さ2インチの培養菌糸体材料の実質的に均質な(すなわち、子実体または実質的な形態学的変化のない)マットを形成した。これらの培養菌糸体材料のマットを、次にそれらを成長させた基材から分離した。
次に、これらの培養菌糸体材料のマットを5インチ×5インチの正方形に切断し、それらが1/4インチの厚さになるまでプラテンプレスで5分間圧縮した。培養菌糸体材料の個々の正方形を、1時間にわたって次の4つの異なる溶液のうちの1つに浸漬した:
1)0.5重量%のエンドウタンパク質水溶液(「0.5%エンドウタンパク質水溶液、TGなし」)、
2)約0.25%のトランスグルタミナーゼを含む0.5重量%のエンドウタンパク質水溶液(「0.5%エンドウタンパク質水溶液+TG」)、
3)0.25%のトランスグルタミナーゼを含む0.5重量%のエンドウタンパク質のリン酸緩衝生理食塩水溶液(「0.5%エンドウタンパク質のPBS溶液+TG」)、
4)0.25%のトランスグルタミナーゼを含む0.25重量%のヘンプタンパク質水溶液(「10%ヘンプタンパク質水溶液+TG」)、
5)0.25%のトランスグルタミナーゼを含む水溶液(「水+TG」)。
タンパク質及びトランスグルタミナーゼの溶液に1時間浸した後、これら培養菌糸体材料の正方形を再度プラテンプレスで1/4インチの厚さに5分間圧縮し、37℃で16時間インキュベートした。インキュベーション後、これらの培養菌糸体材料の正方形を、62℃に2時間曝露してトランスグルタミナーゼを失活させた。これらの正方形をその後2日間風乾した。
トランスグルタミナーゼの効力を調べるため、同じ菌糸体のマットの正方形を、より小さい0.5インチ×0.5インチの正方形に切断し、水に沈めて、1時間後に水浸漬後の質量増加%を求めた。以下の表2に、様々なタイプの植物タンパク質処理についての質量増加%をまとめる。
(表2)水浸漬後1時間後の質量増加%
Figure 2022513027000003
様々な効果を調べるため、以下の表3に、様々なタイプのエンドウタンパク質処理に関する1時間の水浸漬後の質量増加%をまとめる。
(表3)水浸漬後1時間後の質量増加%
Figure 2022513027000004
実施例3-培養菌糸体材料の染料溶液による処理
様々な異なる染色条件を用い、実施例1に記載の処理Aを使用して保存された培養菌糸体材料のマットを着色するための最適条件を特定した。酸性染料及び直接染料の様々な組み合わせを使用し、異なる条件下での培養菌糸体材料への染料の浸透を評価した:ダイレクトレッド染料(DR37)、アシッドグリーン染料(AG68:1)、ダイレクトブラック染料(DB168)、スピルリナブルー染料、アントラキノン、ナチュラルイエロー3、アシッドブラウン染料(AB425及びAB322)を培養菌糸体材料への浸透について評価した。
様々な試験で、培養菌糸体材料をまず、界面活性剤を含む場合と含まない場合で塩化アンモニウムからなる予浸で処理し、その後染料溶液を施用した。いくつかの試験では、水酸化アンモニウムを染料溶液に加えた。いくつかの試験では、エチルオキシ化脂肪アミンを染料溶液に加えた。いくつかの試験では、ギ酸を染料溶液に加えた。いくつかの試験では、オキシランを染料溶液に加えた。いくつかの試験では、硫酸化加脂剤を溶液に加えた。pHの効果もまた、溶液中のギ酸及び/または水酸化アンモニウムの量を調整することにより調べた。
試験1、2、3、4、及び5の各々についての特定の浸透スクリーニング試験条件及び結果を表4に示す。対応する染料の浸透の画像を、示すように、図8、図9、図10、図11及び図12に示す。すべての画像は、32倍の倍率で撮影した材料の断面である。培養菌糸体材料への染料の浸透を、顕微鏡及び目視によって、異なる処理時間間隔にわたって検査した。培養菌糸体材料への染料の浸透は、異なる実験条件間で変化し、菌糸体への完全な染料浸透が、いくつかの実験条件下で観察された。概して、水酸化アンモニウムは、染料の浸透及び吸尽を促進することが観察された。
(表4)染料浸透スクリーニング試験
Figure 2022513027000005
Figure 2022513027000006
菌糸体は、溶液、特にアンモニア及び界面活性剤に関連する混合物に沈めると急速に膨潤した。構造を崩壊させ、染料を除去して厚さ約1~2mmのマットを製造するには、圧力が必要であった。約300×450mmの寸法の菌糸体マットに対して、190,000lbsfの圧力を使用した。
さらに、異なる基材のサンプルを直接染料及び酸性染料の同じ組み合わせを使用して染色し、染色工程の変動を評価した。試験6、7、8、9、及び10の各々についての特定の基材スクリーニング試験条件及び結果を表5に示す。対応する染料浸透の画像を、示すように、図13、図14、図15、及び図16に示す。すべての画像は、32倍の倍率で撮影した材料の断面である。
(表5)
Figure 2022513027000007
Figure 2022513027000008
さらなる試験を、ダイレクトブラック168(CB168)、スピルリナブルー、ナチュラルイエロー3、アントラキノン、アシッドブラウン322(AB322)、及びアシッドブラウン425(AB425)等の代替染料を使用して行った。試験10、11、12、13、及び14の各々についてのさらなる浸透スクリーニング試験条件及び結果を表6に示す。対応する染料浸透の画像を、示すように、図17、図18、図19、図20、及び図21に示す。すべての画像は、32倍の倍率で撮影した材料の断面である。
(表6)
Figure 2022513027000009
Figure 2022513027000010
これらの結果は、既知の構成、より高濃度、及び既知の浸透性能を有する規格合成染料が、この培養菌糸体材料に良好に浸透することが可能であることを示す。
培養菌糸体材料を、攪拌した場合と攪拌しない場合で染料とともにインキュベートし、攪拌が染料浸透に与える影響を評価した。試験15及び16についての攪拌試験の条件及び結果を表7に示す。対応する染料浸透の画像を、示すように、図22及び図23に示す。すべての画像は、32倍の倍率で撮影した材料の断面である。
(表7)
Figure 2022513027000011
培養菌糸体材料の攪拌は、染料の吸尽及び浸透を支援した。
培養菌糸体材料を、異なるpHで染料とともにインキュベートし、pHが染料浸透に与える効果を評価した。試験17、18、及び19についての攪拌試験の条件及び結果を表8に示す。対応する染料浸透の画像を、示すように、図24、図25、及び図26に示す。すべての画像は、32倍の倍率で撮影した材料の断面である。
(表8)
Figure 2022513027000012
pHを上げると、培養菌糸体材料の染料浸透が改善された。
染色堅牢度もまた、摩擦試験で評価した。培養菌糸体材料を様々な処理で染色し、次にVeslic装置を使用して摩擦した。染色堅牢度をこの摩擦試験後に等級分けした。より大量の培養菌糸体材料を用いた試験20、21、及び22についての染色堅牢度試験条件及び結果を表9に示す。試験23はさらに攪拌を使用し、試験24、25、及び26は、さらに染色後の洗浄段階を使用し、試験27は、低染料濃度ならびに染色後の洗浄及び圧搾段階を使用した。対応する染料浸透の画像を、示すように、図27A及び27B、図28A及び28B、図29A及び29B、図30A及び30B、図31A及び31B、図32A及び32B、図33A及び33B、ならびに図34A及び34Bに示す。すべての画像は、32倍の倍率で撮影した材料の断面である。図27~34の各々では、Aのパネルは染料浸透を示し、Bのパネルは色堅牢度を示す。
(表9)
Figure 2022513027000013
Figure 2022513027000014
Figure 2022513027000015
Figure 2022513027000016
試験27は、圧搾作用により、穏やかな攪拌と比較して染料の迅速な吸尽が可能になったことを示す。染色した菌糸体材料をその染色処理後に水中に入れた場合、その材料は染料を放出しなかった。代わりに、染色後に菌糸体材料から染料を放出するためには圧力が必要であった。
これらの結果は、アンモニアの使用が染料浸透を支援したこと、及びアルカリ性のpHがより良好な染料の浸透をもたらしたことを示す。
実施例4-培養菌糸体材料の染料溶液、タンパク質溶液及び可塑剤による処理
実施例1に記載の処理Aを使用して保存した培養菌糸体材料のマットを、植物タンパク質(ダイズタンパク質及びエンドウタンパク質)と組み合わせたいくつかの異なる染色溶液で処理して、タンパク質処理が培養菌糸体材料の染色に与える効果を特定した。簡潔には、5.5gまたは11gのタンパク質(ダイズまたはエンドウ、供給元はともにPulsin)を500mlの水に加え、40℃で60分間超音波処理した。菌糸体材料のサンプルを150mm×35mmに切断し、タンパク質溶液中でインキュベートした。タンパク質溶液中にある間、菌糸体材料をリノローラーで5回圧延(圧搾)し、15分間インキュベートし、さらに5回圧延した後、さらに60分間浸漬した。染色のために、2.5gのアシッドブラウン425(BASF)を500mlの50℃の水に加え、アンモニア溶液を使用してpHを10に調整した。いくつかの試験では、可塑剤を染料溶液に加えた。これらのサンプルをタンパク質溶液から取り出し、染料溶液に入れた。それらのサンプルを15回圧延し、15分間インキュベートし、裏面でさらに15分間圧延した。これらのサンプルを染料溶液中で終夜インキュベートした。過剰の染料は、水で洗浄し、約5分間軽く圧搾することにより除去した。これらのサンプルを室温で乾燥した。すべての試験で、皮革の色堅牢度を試験するためのBS EN ISO 11640:2012のプロトコルを使用して湿式摩擦堅牢度試験を行った。20サイクルの湿式摩擦を行い、グレースケール等級(GSR)システムを使用して等級に分けた。
ほとんどの試験では、染色中は染料溶液を塩基性pH(pH10)に維持し、その後pHを酸性pH(pH4~6)に下げて染料を固定した。いくつかの試験では、可塑剤、例えば、加脂剤(例えば、Trumpler製Trupon(登録商標)AMC及びDXV)、植物性のグリセリンまたはココナッツオイルを染料溶液に加えた。いくつかの試験では、リノローラーを使用して、タンパク質溶液及び/または染料溶液中の培養菌糸体材料を圧搾した。可塑剤を用いない対照サンプルは不良な柔軟性を示した。様々な量のタンパク質を使用したところ、過剰なタンパク質は望ましくない結果を生み出すことが分かった。いくつかの試験では、防黴剤を染料溶液に加えた。
いくつかの試験では、タンニンを様々な染料と組み合わせて使用し、タンパク質を添加した場合と添加しない場合で、培養菌糸体材料を処理した。いくつかの試験では、可塑化段階を染色段階の後に行い、防黴剤を可塑剤に添加した。
染料浸透の目視検査に加えて、サンプルの手触りを柔らかさ及び柔軟性用に評価した。培養菌糸体材料の表面全体にわたる染料(または色)の均一な分布がいくつかの実験条件で観察された。いくつかの条件では、培養菌糸体材料への染料の浸透が観察された。多くの条件で、柔らかく柔軟な材料が製造された。いくつかのサンプルは外観によって評価し、染料の摩擦堅牢度は、グレースケール評価(GSR)を測定基準として用いた染み及びサンプルに対する変化によって評価した。いくつかの試験では、殺生物剤を染料溶液に加えた。
これら試験の結果は、表10~16ならびに図35A及び35B~図54A及び54Bに示されるように含まれる。すべての断面顕微鏡画像は25.6倍の倍率で撮影した。各試験について、染色した菌糸体材料の断面をパネルAに示し、摩擦堅牢度をパネルBに示す。
(表10)タンパク質の固定及び染色試験
Figure 2022513027000017
Figure 2022513027000018
Figure 2022513027000019
Figure 2022513027000020
Figure 2022513027000021
サンプル13~16ではタンパク質が増加した。3つのサンプルはすべて、摩擦堅牢度試験での性能が不良であり、染料浸透が限定的であった。理論に拘束されることを望むものではないが、これは、余分なタンパク質が表面に存在し、障害を作り、染料が材料の構造に移動することを妨げていることに起因する可能性がある。サンプル17~20は可塑剤を含まず、サンプル1~16の対照サンプルを表している。すべてのこれら対照サンプル(17~20)は、硬さ及び柔軟性不良を示した。サンプル17~19は、摩擦堅牢度の結果が不良であった。しかしながら、サンプル20では、摩擦堅牢度の結果及び染料浸透が向上した。この差は、サンプル20が最初の一連の試験で生成されたという事実に起因する可能性がある。そこでは、サンプルが染料溶液に放置された時間の長さが原因で性能の観察が後のサンプルと異なる。
サンプルを同様に染色した後洗浄したか、または洗浄しなかった。これらの試験の結果を表11として含める。
(表11)
Figure 2022513027000022
Figure 2022513027000023
サンプルサイズを増やして、さらに試験を実施した。バッチ2044を試験27で使用した。結果を表12に示す。
(表12)
Figure 2022513027000024
より低い染料濃度で試験を行い、洗浄段階を取り除く可能性を評価した。バッチ2373をこれらの試験で使用した。結果を表13に示す。
(表13)
Figure 2022513027000025
次に、植物タンニン(ミモザ)を使用して、培養菌糸体材料を染色した。バッチ2342をこれらの試験で使用した。結果を表14に示す。
(表14)
Figure 2022513027000026
植物タンニンが存在することで、染料の吸尽が増加し、材料がより堅牢な構造になった。高濃度の植物タンニンは、菌糸体材料をより硬く感じさせ、柔軟性を低下させた。これは、しっかりとした底革、ベルト、ブライドルレザー等に通常使用される植物なめし革に類似している。従って、使用する植物タンニンの濃度は、染色した菌糸体材料の柔軟性を高めるためには減らすべきである。
実施した例示的な染料及び植物なめし手順を以下の表15に示す。
Figure 2022513027000027
Figure 2022513027000028
乾燥後、菌糸体材料を再度水ですすぎ、その後ペーパータオルで乾燥した。材料をその後、50℃にて100kg/cmで圧縮した。これにより、色調はあまり強くなくなったが、仕上がりが大幅に改善された。
さらなる着色染料、Luganil Bordeaux B、Luganil Red EB、Luganil Yellow G、及びLuganil Olive Brown Nを用いたさらなる試験を行った。結果を表16に示す。
(表16)
Figure 2022513027000029
Figure 2022513027000030
実施例5-培養菌糸体材料の染料溶液及びタンパク質溶液による処理
実施例1に記載の処理Aを使用して保存した培養菌糸体材料のマットを、いくつかの異なる仕上げ剤で処理した。様々な仕上げ剤を異なる順序で施用し、培養菌糸体材料の美的及び機能的な外観を評価した。仕上げのプロトコルを表17に示す。以下を含む様々な仕上げ剤を施用した:
・ニトロセルロース(LW65-370-Stahl)及びタンパク質の研磨可能仕上げを、植物のグリセロール可塑剤の適用後に施用し、その後、垂直方向にその培養菌糸体材料を圧延し、「ボックスグレイン」効果を創出した。
・ニトロセルロース(LW65-370-Stahl)を、手触り改良剤(HM-4896)と、水と等重量比で混合した。
・顔料、ワックスエマルジョン、カチオン性ワックス、アクリル樹脂、水性ウレタン樹脂及び水のベースコートを含む従来のポリウレタン仕上げ剤。ベースコートの後に、ウォーターラッカー、水性ラッカー及び手触り改良剤を含むトップコートを施した。
・アンティーク効果コートをベースコートとトップコートの間に塗布する、上記の従来のポリウレタン仕上げ剤を含むアンティーク効果仕上げ。この培養菌糸体材料には表面バフ研磨も施した。
・該アンティーク効果仕上げを含み、追加のバフ研磨段階及び追加のトップコートを施す、ダメージ加工仕上。
・Luganilオリーブブラウン染料で染色した培養菌糸体材料を含み、これを50℃にて100kg/cm下、シリコーンのマットを用いてエンボス加工した、エンボス加工サンプル。
・単独または架橋剤を用いた様々な植物タンパク質仕上げ剤
・単独または他の既知の仕上げ剤と組み合わせたカルナバワックス。
ニトロセルロース及びタンパク質の研磨可能仕上げ-ボックス効果の例を図77に示す。ニトロセルロース仕上げ-ボックス効果の例を図78に示す。従来のポリウレタン仕上げの例を図79に示す。アンティーク効果の例を図80に示す。ダメージ加工効果の例を図81に示す。エンボス加工したLuganil Olive Brownの例を図82に示す。
(表17)仕上げのプロトコル
Figure 2022513027000031
Figure 2022513027000032
油状の引き上げトップコートに関するプロトコルを表18に示す。
これらの試験の結果を表19に示す。仕上げ剤は、主に美的外観と手触りを基に評価した。多くの仕上げ剤が所望の外観と手触りを生成した。各材料の断面の顕微鏡画像を各図のパネルAに示し、材料の巨視的な写真を各図のパネルBに示す。
(表19)
Figure 2022513027000033
Figure 2022513027000034
様々なタンパク質及びワックス仕上げ剤もまた染色した培養菌糸体材料に施した。図87は、エンドウタンパク質仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。図88は、未攪拌ダイズタンパク質仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。図89は、攪拌ダイズタンパク質仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。図90は、ヘンプタンパク質仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。図91は、50:50のエンドウタンパク質対FI50仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。図92は、50:50のダイズタンパク質対FI50仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。図93は、エンドウタンパク質及び架橋剤仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。図94は、Luganil Brown染料及びカルナバフレークワックス仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。図95は、Luganil Bordeaux染料、洗浄、及びカルナバフレークワックス仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。図96は、Luganil Yellow染料、洗浄、及びカルナバ液体ワックス仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。図97は、Luganil Brown染料、洗浄、及びカルナバ液体ワックス仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。図98は、ワックス状充填剤、水系PU、及びカルナバフレークワックス仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。図99は、エンドウタンパク質及び架橋剤仕上げの1回コート後の例示的な菌糸体材料を示す。図100は、エンドウタンパク質及び架橋剤仕上げの2回コート後の例示的な菌糸体材料を示す。図101は、エンドウタンパク質、架橋剤、及び充填剤仕上げ後のエンボス加工なしの例示的な菌糸体材料を示す。図102は、エンドウタンパク質、架橋剤、及び充填剤仕上げ後のエンボス加工ありの例示的な菌糸体材料を示す。図103は、Luganil Red染料、洗浄、ならびにエンドウタンパク質及び架橋剤仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。図104は、Luganil Brown染料、洗浄、ならびにグリセリン浸漬、エンドウタンパク質及び架橋剤仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。図105は、Luganil Bordeaux染料、ならびにエンドウタンパク質及び架橋剤仕上げ後の例示的な菌糸体材料を示す。

Claims (83)

  1. a.培養菌糸体材料を生成する工程、
    b.前記培養菌糸体材料と、1つ以上のタンパク質とを含む組成物を生成するために、前記培養菌糸体材料を、1つ以上のタンパク質を含む溶液と接触させる工程であって、前記1つ以上のタンパク質は、前記培養菌糸体材料が生成される由来の真菌種以外の種に由来する、工程、及び
    c.前記培養菌糸体材料を圧縮する工程
    を含む、方法。
  2. 前記接触工程が、前記培養菌糸体材料を前記溶液に沈めることを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記接触工程が、前記培養菌糸体材料と前記溶液を単一段階で接触させることを含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記接触工程が、前記培養菌糸体材料と前記溶液を1以上の段階で接触させることを含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記1つ以上のタンパク質が植物源由来である、請求項1に記載の方法。
  6. 前記植物源がエンドウ植物である、請求項5に記載の方法。
  7. 前記植物源がダイズ植物である、請求項5に記載の方法。
  8. 前記溶液が染料を含む、請求項1に記載の方法。
  9. 前記組成物が、前記染料で着色されて発色し、前記培養菌糸体材料の前記色は、前記培養菌糸体材料の1つ以上の表面において実質的に均一である、請求項8に記載の方法。
  10. 前記染料が、前記組成物の内部全体に浸透する、請求項8に記載の方法。
  11. 前記染料が、酸性染料、直接染料、合成染料、天然染料、及び反応染料からなる群から選択される、請求項8に記載の方法。
  12. 前記溶液が可塑剤を含む、請求項1に記載の方法。
  13. 前記可塑剤が、油、グリセリン、及び加脂剤からなる群から選択される、請求項12に記載の方法。
  14. 前記組成物が柔軟である、請求項12に記載の方法。
  15. 前記1つ以上のタンパク質が架橋される、請求項1に記載の方法。
  16. 前記1つ以上のタンパク質が、トランスグルタミナーゼで架橋される、請求項1に記載の方法。
  17. 前記溶液が酵素を含む、請求項1に記載の方法。
  18. 前記酵素がトランスグルタミナーゼを含む、請求項17に記載の方法。
  19. 前記圧縮工程が、前記培養菌糸体材料を厚さ0.1インチ~0.5インチまで圧縮することを含む、請求項1に記載の方法。
  20. 前記圧縮工程が、前記培養菌糸体材料を厚さ0.25インチまで圧縮することを含む、請求項19に記載の方法。
  21. 前記圧縮工程が、1回以上繰り返される、請求項1に記載の方法。
  22. 前記圧縮工程が、前記培養菌糸体材料を厚さ0.25インチまで圧縮することを含む、請求項1に記載の方法。
  23. 前記圧縮工程が、前記培養菌糸体材料をローラーで圧縮することを含む、請求項1に記載の方法。
  24. 前記溶液がタンニンを含む、請求項1に記載の方法。
  25. 前記組成物をインキュベートする工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  26. 前記インキュベート工程が、前記組成物を、設定温度にて一定時間インキュベートすることを含む、請求項25に記載の方法。
  27. 前記設定温度が40℃である、請求項26に記載の方法。
  28. 前記組成物を乾燥する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  29. 前記組成物の1つ以上の表面に仕上げ剤を施す工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  30. 前記仕上げ剤が、ウレタン、ワックス、ニトロセルロース、または可塑剤からなる群から選択される、請求項29に記載の方法。
  31. 培養菌糸体材料と、1つ以上のタンパク質とを含む組成物であって、前記1つ以上のタンパク質が、前記培養菌糸体材料が生成される由来の真菌種以外の種に由来する、前記組成物。
  32. 前記1つ以上のタンパク質が植物源由来である、請求項30に記載の組成物。
  33. 前記植物源がエンドウ植物である、請求項32に記載の組成物。
  34. 前記植物源がダイズ植物である、請求項32に記載の組成物。
  35. 染料を含む、請求項30に記載の組成物。
  36. 前記染料が、酸性染料、直接染料、合成染料、天然染料、及び反応染料からなる群から選択される、請求項35に記載の組成物。
  37. 可塑剤を含む、請求項30に記載の組成物。
  38. 前記可塑剤が、油、グリセリン及び加脂剤からなる群から選択される、請求項37に記載の組成物。
  39. 柔軟である、請求項37に記載の組成物。
  40. 前記1つ以上のタンパク質が架橋される、請求項30に記載の組成物。
  41. 前記1つ以上のタンパク質が、トランスグルタミナーゼで架橋される、請求項30に記載の組成物。
  42. 酵素を含む、請求項30に記載の組成物。
  43. 前記酵素がトランスグルタミナーゼを含む、請求項42に記載の組成物。
  44. 染料で着色して発色させた培養菌糸体材料を含む組成物であって、前記培養菌糸体材料の前記色は、前記培養菌糸体材料の1つ以上の表面において実質的に均一である、前記組成物。
  45. 前記染料が、酸性染料、直接染料、合成染料、天然染料、及び反応染料からなる群から選択される、請求項44に記載の組成物。
  46. 前記培養菌糸体材料が生成される由来の真菌種以外の種に由来する1つ以上のタンパク質を含む、請求項44に記載の組成物。
  47. 前記1つ以上のタンパク質が植物源由来である、請求項46に記載の組成物。
  48. 前記植物源がエンドウ植物である、請求項47に記載の組成物。
  49. 前記植物源がダイズ植物である、請求項47に記載の組成物。
  50. 前記染料が、前記組成物の内部全体に浸透する、請求項44に記載の組成物。
  51. 可塑剤を含む、請求項44に記載の組成物。
  52. 前記可塑剤が、油、グリセリン、及び加脂剤からなる群から選択される、請求項51に記載の組成物。
  53. 柔軟である、請求項51に記載の組成物。
  54. タンニンを含む、請求項44に記載の組成物。
  55. 前記組成物の1つ以上の表面に施される仕上げ剤を含む、請求項44に記載の組成物。
  56. 前記仕上げ剤が、ウレタン、ワックス、ニトロセルロース、または可塑剤からなる群から選択される、請求項55に記載の組成物。
  57. 以下を含む履物製品:
    a.アッパー、
    b.前記アッパーに取り付けられており、足を受け入れる内部の空洞を画定するラスティングボード、
    c.前記ラスティングボードと反対側で前記アッパーと結合されているアウトソール、
    d.ここで、前記アッパーは、菌糸体以外の生物由来の1つ以上のタンパク質を含む菌糸体材料の部分を少なくとも含む。
  58. 前記アッパーが、異なる物性を有するそのそれぞれの実装形態で、前記菌糸体材料の複数の部分を含む、請求項57に記載の履物製品。
  59. 前記異なる物性が、前記アッパー内の部分の対応する位置の所望の特徴と相関するように選択される、請求項58に記載の履物製品。
  60. 前記菌糸体材料の部分の1つが、バンプを含み、前記菌糸体材料の前記それぞれの実装形態が、前記部分の少なくとも1つと比較して、相対的な柔軟性が高い、請求項59に記載の履物製品。
  61. 前記菌糸体材料の部分の1つが、ヒールカウンターを含み、前記菌糸体材料の前記それぞれの実装形態が、前記部分の少なくとも1つと比較して、相対的な剛性が高い、請求項59に記載の履物製品。
  62. 前記菌糸体材料が、革に似せるようになめしたもの及び染色したもののうちの少なくとも1つである、請求項57に記載の履物製品。
  63. 前記ラスティングボードに取り付けられたミッドソールと、前記ミッドソールに取り付けられ、前記アッパーと結合されたアウトソールとをさらに含む、請求項57に記載の履物製品。
  64. 前記アッパーが、前記菌糸体材料の複数の別々の部分を含む、請求項57に記載の履物製品。
  65. 前記部分が、トップステッチ、フェルドステッチ、及び縫い返し構造のうちの少なくとも1つを使用して組み立てられる、請求項64に記載の履物製品。
  66. 前記部分が、溶剤系の接着剤、UV硬化性接着剤、熱活性化接着剤、及び水系接着剤のうちの少なくとも1つを使用して組み立てられる、請求項64に記載の履物製品。
  67. 前記部分の少なくとも1つが、スエード皮革に似せるようにスプリットされている、請求項64に記載の履物製品。
  68. 前記部分の少なくとも1つが、皮漉きによって薄肉化された端を含む、請求項64に記載の履物製品。
  69. 前記部分が、熱接着を使用して組み立てられる、請求項64に記載の履物製品。
  70. 前記アッパーが、少なくとも1つのさらなる布帛材料の部分をさらに含む、請求項64に記載の履物製品。
  71. 前記布帛材料が熱可塑性であり、前記菌糸体材料の前記部分の少なくとも1つに熱接着によって取り付けられる、請求項64に記載の履物製品。
  72. 前記アッパーが、その一部と組み立てられる芯地を含む、請求項57に記載の履物製品。
  73. その一部に沿った穿孔を含む、請求項57に記載の履物製品。
  74. 前記穿孔が、前記アッパーの領域にわたってサイズ及び相対的間隔のうちの少なくとも1つが異なる、請求項73に記載の履物製品。
  75. 前記アッパーが、その部分に沿ってレーザーエッチングされる、請求項57に記載の履物製品。
  76. 前記アッパーが、その上に射出成型された少なくとも1つの補強部分を含む、請求項57に記載の履物製品。
  77. 前記アッパーが、それに融合された少なくとも1つの3D印刷要素を含む、請求項57に記載の履物製品。
  78. 前記アッパーの少なくとも一部が、三次元形状に成形された少なくとも1つの部分を含む、請求項57に記載の履物製品。
  79. 前記アッパーが、前記菌糸体材料の単一の成形片から構成される、請求項57に記載の履物製品。
  80. 前記菌糸体材料が、異なる物性を有するそのそれぞれの実装形態で、接着された前記菌糸体材料の複数の層を含む、請求項57に記載の履物製品。
  81. 前記ラスティングボード及び前記アウトソールのうちの少なくとも1つが、少なくとも前記菌糸体材料の部分を含む、請求項57に記載の履物製品。
  82. 以下を含む運動用スニーカー:
    a.菌糸体以外の生物由来の1つ以上のタンパク質を含む菌糸体材料の部分を少なくとも含むアッパー、
    b.前記アッパーに取り付けられており、足を受け入れる内部の空洞を画定するラスティングボード、
    c.発泡材料製であり、前記ラスティングボードに取り付けられているミッドソール、及び
    d.ゴム材料製であり、前記ラスティングボードと反対側で前記ミッドソールに取り付けられているアウトソール、
    e.ここで、前記菌糸体材料は、皮革に似せるようになめしたもの及び染色したもののうちの少なくとも1つであり、前記アッパーは、皮革製の運動用履物に似せるように構成されかつ組み立てられている。
  83. 以下を含む運動用スニーカー:
    a.菌糸体以外の生物由来の1つ以上のタンパク質を含む菌糸体材料の部分を少なくとも含むアッパー、
    b.前記アッパーに取り付けられており、足を受け入れる内部の空洞を画定するラスティングボード、
    c.発泡材料製であり、前記ラスティングボードに取り付けられているミッドソール、及び
    d.ゴム材料製であり、前記ラスティングボードと反対側で前記ミッドソールに取り付けられているアウトソール、
    e.ここで、前記アッパーは、三次元形状に成形された少なくとも1つの部分を含む。
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