JP6005177B2 - 1,3−グルカンを含む繊維組成物及びこれを調製する方法 - Google Patents

1,3−グルカンを含む繊維組成物及びこれを調製する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6005177B2
JP6005177B2 JP2014550438A JP2014550438A JP6005177B2 JP 6005177 B2 JP6005177 B2 JP 6005177B2 JP 2014550438 A JP2014550438 A JP 2014550438A JP 2014550438 A JP2014550438 A JP 2014550438A JP 6005177 B2 JP6005177 B2 JP 6005177B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glucan
minutes
solution
poly
methylimidazolium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014550438A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015510045A (ja
JP2015510045A5 (ja
Inventor
キャサリン・オッパー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Priority claimed from PCT/US2012/071692 external-priority patent/WO2013101854A1/en
Publication of JP2015510045A publication Critical patent/JP2015510045A/ja
Publication of JP2015510045A5 publication Critical patent/JP2015510045A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6005177B2 publication Critical patent/JP6005177B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/09Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in organic liquids
    • C08J3/091Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in organic liquids characterised by the chemical constitution of the organic liquid
    • C08J3/096Nitrogen containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3442Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3445Five-membered rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/06Wet spinning methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2305/00Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2301/00 or C08J2303/00
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Description

本出願は、2012年12月30日付けで両方とも出願された米国仮特許出願第61/582,187号明細書及び米国仮特許出願第61/582,189号明細書の優先権を主張し、その両方のすべての開示内容は、本明細書中で引用されることにより、本明細書に組み込まれる。
本発明は、α(1→3)多糖から形成される繊維、及び前述の繊維を生成する方法に関する。より具体的には、本発明は、溶媒としてイオン性液体を用いるα(1→3)多糖を含む繊維紡糸溶液に関する。
天然のプロセス(非特許文献1)により形成される、β(1→4)結合したグルコースからなる多糖、セルロースは、製造される織物、フィルム、及び樹脂への使用において優れた繊維となっている。特に天然由来のセルロースの純粋な形態である綿は、織物用途におけるその有益な特質で周知となっている。
綿及びレーヨンなどのセルロース系繊維は、土地の使用及び環境的な影響に関して、持続可能性の課題をますます提起している。これは、セルロース系材料とのポリエステル繊維のブレンド物を含有する織物についての研究レベルの増加をもたらし、且つ、セルロース系誘導材料に対してより持続可能な解決策をもたらす重要な要因となっている可能性がある。例えば、再生可能な資源から経済的に生成可能であるフィルム、繊維、及び樹脂において、その他のグルコース系多糖を用いて繊維及びその他のセルロース系材料を生成することが望ましい場合がある。更に、環境において無害である材料を使用して、このような生成物を生成することが望ましい場合がある。
α(1→3)グルコシド結合を有することを特徴とするグルカンポリマー、ポリ(α(1→3)グルカン)は、ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)から単離されたグリコシルトランスフェラーゼ(gtfJ)酵素と、ショ糖の水溶液を接触することによって単離されている(非特許文献2)。ポリ(α(1→3)グルカン)は、グリコシド結合によって結合されたD−グルコースモノマーからなる多糖を意味する。ポリ(α(1→3)グルカン)から調製されるフィルムは、150℃までの温度に耐え、且つ、β(1→4)結合した多糖から得られるポリマーに勝る利点を提供する(非特許文献3)。
特許文献1では、ヘキソース単位を含む多糖繊維の調製を開示しており、この場合、ポリマー中のヘキソース単位の少なくとも50%が、gtfJ酵素を使用して(α(1→3)グルコシド結合を介して結合された。最終生成物としてポリ(α(1→3)グルカン)及びフルクトースを生成する重合反応における基質として、gtfJ酵素は、ショ糖を利用する(非特許文献4)。
特許文献1では、アセチル化ポリ(α(1→3)グルカン)の液晶溶液から繊維を調製するプロセスを開示している。こうして調製された繊維は、次いで脱アセチル化されてポリ(α(1→3)グルカン)の繊維が生成した。
特許文献2では、バイオポリマー及び合成ポリマーを含む、特定のポリマーのための溶媒として、イオン性液体を組み合わせて使うことを開示している。イオン性液体は、それらの無害である環境インパクト、加工の容易さ、費用、及びその他の潜在的な利点のために、溶媒として望ましくあり得る。
非特許文献5でのRogers、並びに、非特許文献6でのCaiは、セルロースのイオン性液体溶液について記載している。
ポリ(α(1→3)グルカン)及びセルロース系ポリマーは、多くの態様において類似している一方、ポリ(α(1→3)グルカン)は、イオン性液体中でセルロース系ポリマーと同一の溶解挙動を示すことがない。
米国特許第7,000,000号明細書 国際公開第2011056924号パンフレット
Applied Fiber Science,F.Happey,Ed.,Chapter 8,E.Atkins,Academic Press,New York,1979 Simpson et al.,Microbiology,141:1451−1460,1995 Ogawa et al.,Fiber Differentiation Methods,47:353−362,1980 Simpson et al.,Microbiology,141:1451−1460,1995 The Journal of the American Chemical Society(J.Am.Chem.Soc.,Vol.124,4974−4975(2002)) the Journal of Applied Polymer Science(Journal of Applied Polymer Science,Vol.115,1047−1053(2010))
工業的プロセスへの使用においてポリ(α(1→3)グルカン)のイオン性液体溶液を提供することが望ましくあり得、この場合、グルカン繊維は、繊維の更なる脱アシル化を必要とすることはない。更に、溶媒としてイオン性液体を用いるポリ(α(1→3)グルカン)の溶液を提供することが望ましくあり得るが、この場合、ポリ(α(1→3)グルカン)は、繊維の紡糸操作において溶液から回収可能である。
一態様においては、本発明の実施形態は、ポリ(α(1→3)グルカン)と、1−エチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ヘキシル,3−メチルイミダゾリウム、及びこれらの混合物、並びに、ハロゲン化物又はカルボン酸対イオンからなる群から選択されるカチオンを含むイオン性液体と、を含む溶液である。一実施形態においては、溶液は等方性である。
別の態様においては、本発明の実施形態は、ポリ(α(1→3)グルカン)のイオン性液体溶液から繊維を紡糸するプロセスであり、このプロセスは、
a)(i)1−エチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ヘキシル,3−メチルイミダゾリウム、及びこれらの混合物、並びに、ハロゲン化物又はカルボン酸対イオンからなる群から選択されるカチオンを含むイオン性液体と、(ii)ポリ(α(1→3)グルカン)とを混ぜ合わせることによって混合物を形成する工程であって、前述の溶液は、5〜25重量%の固体物含有量を有する工程と、
b)撹拌下にて、イオン性液体の沸点未満の温度に前述の混合物を加熱して、グルカン紡糸溶液を得る工程と、
c)前述の紡糸溶液を紡糸口金を通して流し、これにより繊維束を形成する工程と、
d)前述の繊維束を、0〜7の範囲のpHを特徴とする凝集液に接触させ、これによりポリ(α(1→3)グルカン)繊維を形成する工程と、
を含む。
多糖の繊維を形成するためのヘキソースポリマーの液晶溶液の空隙又は湿式紡糸に適切な装置の概略図である。
本発明のポリ(α(1→3)グルカン)組成物は、米国特許第7,000,000号明細書に記載の、グルコシルトランスフェラーゼ酵素の作用を経てショ糖の重合によって得られたポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーを含み、本明細書において完全に説明したかのように、参照により本明細書に組み込まれている。
本発明のポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーは、繊維、フィルム、又は樹脂としての使用に適している。本発明のポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーは、特に繊維として有用である。紡糸ド―プ、即ち、グルカン繊維が回収可能である組成物を形成するために、本出願の繊維を形成するために使用されるポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーは、溶液に溶解されなければならない。
本発明の目的において、「可溶」とは、グルカン/イオン性溶媒混合物が、2つ以上の明確な相を有さず、且つ/又は、混合物において可視できる粒子又は凝集体が存在しないことを意味する。
本発明の繊維としての使用に適切なグルカンポリマーは、少なくとも10,000Daの数平均分子量(M)を有する。本発明のポリマーが100,000Da以上の分子量を有することが、望ましくあり得る。
本発明に従って調製されたポリ(α(1→3)グルカン)繊維の注目される特性としては、デニール、引張り強さ、破断伸び、及び初期弾性率が挙げられるが、これに限定されるものではない。任意の特定の用途のための繊維の適合性は、これらの及びその他の繊維特性の間のトレードオフを伴う。更に又、加工パラメータは、トレードオフの一部である。
これに関するプロセスの一実施例においては、紡糸口金は、複数孔の紡糸口金であり、且つ、紡糸の際、複数の平行フィラメントが生成される。フィラメントは、凝集後に束ねられ、マルチフィラメント糸を形成することができる。
代替実施形態においては、紡糸口金は単一孔の紡糸口金であり、且つ、単一フィラメントが生成される。単一フィラメントの実施形態においては、繊維は少なくとも25のデニールを有する。更なる態様においては、デニールは少なくとも50である。更なる実施形態において、デニールは少なくとも100である。一般的に、より微細なデニールが好まれる。
これに関するプロセスに従って調製される繊維は、デニール当たり少なくとも0.25グラム(gpd)、好ましくは少なくとも0.50gpdの引張り強さ、30〜約60gpdの弾性率、及び1〜10%の破断伸びを特徴とする。
本発明の溶液におけるポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーの溶媒としての使用に適切なイオン性液体は、1−エチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ヘキシル,3−メチルイミダゾリウム、及びこれらの混合物、並びに、ハロゲン化物又はカルボン酸塩対イオンからなる群から選択されるカチオンを含む。カルボン酸塩が好ましい。
1−エチル,3−メチルイミダゾリウムカルボン酸塩が好ましい。1−エチル,3−メチルイミダゾリウム酢酸塩が最も好ましい。
一実施形態においては、これに関する溶液は等方性である。
一実施形態においては、これに関する溶液は、溶媒と非溶媒の総重量に対して50重量%まで存在することができる非溶媒を更に含む。好ましくは、非溶媒は、溶媒と非溶媒の10〜30重量%の濃度で存在する。
一実施形態においては、本発明は、グルカン繊維の紡糸に有用であるポリ(α(1→3)グルカン)ポリマー/イオン性液体溶液(本明細書において「グルカン紡糸溶液」として称される)である。本発明による繊維の調製への使用に適切なグルカン紡糸溶液は、5〜25重量%のポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーを含む。一実施形態においては、グルカン紡糸溶液は、10〜20重量%のポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーを含む。更なる実施形態においては、グルカン紡糸溶液は、10〜16重量%のポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーを含む。
当技術分野の慣習に従い、溶液中のポリマーの重量パーセント(重量%)は、「固体物含有量」又は「%固体物」として知られ、本明細書において規定及び使用されるように、溶液の質量で割った質量溶質である。
本発明に適切なポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーは、溶液を形成し、且つ、繊維を紡糸するために、対応するポリ(α(1→3)グルカン)酢酸塩ポリマーなどに誘導化されることはない。誘導化は、繊維が作成可能である組成物及び条件の範囲を拡大させる一方、又、グルカン誘導体を固体のポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーへ変換し直す更なる加水分解工程を必要とする。紡糸の後の加水分解工程を取り除くという意味においては、本発明は、当技術分野における改善を表している。
本発明のグルカン紡糸液は、グルカンポリマーをイオン性液体溶媒と接触させる工程を含むプロセスによって得られる。本発明の目的のために、用語「イオン性液体溶媒」は、生成した混合物がポリ(α(1→3)グルカン)ポリマー用の溶媒のままである限り、複数のイオン性液体溶媒の混合物、又は1つ以上の固体のイオン性液体溶媒と非溶媒との混合物を包含するものとする。ポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーは、かき混ぜ又は撹拌によって溶媒に添加可能であり、或いは、溶媒が、かき混ぜ又は撹拌によってグルカンに添加可能である。一実施形態においては、ポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーは、環境温度でイオン性液体溶媒に混合され、その後、撹拌下にて、室温を超えるがイオン性液体溶媒の沸点未満の温度に加熱される。代替実施形態においては、成分は、撹拌下にて混合され、同時に室温を超えるがイオン性液体溶媒の沸点未満の温度に加熱される。更に別の代替実施形態においては、イオン性液体溶媒は、室温を超えるがイオン性液体溶媒の沸点未満の温度に予め加熱され、その後、撹拌にて、ポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーに混合される。ポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーをイオン性液体溶媒と室温で混合し、その後、撹拌下にて、イオン性液体溶媒の沸点未満の温度に徐々に加熱することが好ましい。加熱速度は、好ましくは1分当たり1〜2度である。温度は、効率的な混合を促進する溶液粘度を実現するために制御されなければならない。
別の態様においては、本発明は、グルカン組成物からグルカン繊維を紡糸するプロセスであり、このプロセスは、
a)(i)1−エチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ヘキシル,3−メチルイミダゾリウム、及びこれらの混合物、並びに、ハロゲン化物又はカルボン酸対イオンからなる群から選択されるカチオンを含むイオン性液体と、(ii)α(1→3)グルカンとを混ぜ合わせることによって混合物を形成する工程であって、前述の溶液は、5〜25重量%の固体物含有量を有する工程と、
b)撹拌下にて、イオン性液体の沸点未満の温度に前述の混合物を加熱して、グルカン紡糸溶液を得る工程と、
c)前述の紡糸溶液を紡糸口金を通して流し、これにより繊維束を形成する工程と、
d)前述の繊維束を、0〜7の範囲のpHを特徴とする凝集液に接触させ、これによりポリ(α(1→3)グルカン)繊維を形成する工程と、
を含む。
一実施形態においては、本発明の繊維紡糸プロセスに適切なポリ(α(1→3)グルカン)は、少なくとも10,000DaのMを特徴とする。更なる実施形態においては、Mは、少なくとも100,000Daである。
別の態様においては、本発明は、本明細書に記載の紡糸溶液からグルカン繊維を得るプロセスである。グルカンアセテート繊維を紡糸するプロセスは、米国特許第7,000,000号明細書に記載されている。そこに記載のプロセスは、グルカン繊維が本明細書に記載の紡糸溶液から得られること以外は、本明細書において用いられるものと実質的に同一である。
図1は、これに関する繊維紡糸プロセスへの使用に適切な装置の概略図である。ウォームギアドライブ、1は、紡糸セル、3にはめ込まれたピストンにおいて制御された速度で、ラム、2を駆動する。紡糸セルは、フィルター組み立て部品を含有することができる。適切なフィルター組み立て部品としては、100及び325のメッシュステンレス鋼ふるいが挙げられる。スピンパック、5は、紡糸口金、並びに、場合により紡糸口金用のプレフィルタとしてステンレス鋼ふるいを含有する。そこから生成される押し出されたフィラメント、6は、場合により、不活性な非凝集層(通常は空隙)を通り、液体凝集槽、7に向かう。押し出し物は、通常はテフロン(登録商標)PTFE製であるガイド、8の間の凝集槽を通って、必要ではないが往復することができる。凝集槽を通る1パスのみを図1に示す。凝集槽、7を出て、こうして冷却されたフィラメント、9は、場合により、独立駆動ロール、10を用いて、延伸区間を通り、こうして冷却されたフィラメントが巻き付けられるところに向かうことができる。冷却されたフィラメントは、場合により、更なる溶媒抽出、押し出されたフィラメントの洗浄及び延伸などの更なる処理を行うことができる、第2の液体槽、11を通るように導かれることができる。次いで、こうして調製されたフィラメントは、横行用機構を通して導かれて、ボビン、12において繊維を均等に分散させ、巻き取り、13を用いて、プラスチック又はステンレス鋼ボビンにて集められる。一実施形態においては、プロセスは、複数の独立駆動ロールを含む。
紡糸溶液は、イオン性液体、必要に応じて非溶媒、及び前述のポリ(α(1→3)グルカン)を混ぜ合わせることで調製可能である。溶液中のポリ(α(1→3)グルカン)の固体物含有量は、溶液の総重量に対して、5〜25重量%、好ましくは5〜20重量%の範囲である。5重量%未満のグルカンの濃度では、溶液の粘度は大きく低下する。16重量%を超える溶液濃度では、形成がますます困難になる。16〜20重量%の範囲では、ますます精巧な溶液形成技術が必要とされる場合が多くなる。これらに関して、本発明者らによって、高度な混合技術が25%にのぼる固体を有する溶液の形成を可能にするものと信じられているが、この濃度の固体物含有量は、以下の特定の実施形態においては得られていない。
いずれの所定の実施形態においても、グルカンの溶解限界は、分子量、イオン性液体溶媒/非溶媒比、混合期間、形成される際の溶液粘度、溶液が受ける剪断力、及び混合物が生じる温度の関数である。一般的には、その他の条件が同じであるなら、より低分子量のグルカンは、より高分子量のものより可溶性であることとなる。一般的には、より高い剪断混合、より長い混合時間、及びより高い温度は、より高い溶解性に結び付くこととなる。混合における最高温度は、溶媒の沸点によって制限される。最適なイオン性液体溶媒/非溶媒比は、混合プロセスにおけるその他のパラメータによって変化する場合がある。
これに関するプロセスの一実施形態においては、紡糸溶液は等方性である。
本発明は、以下のその特定の実施形態において更に説明されるが、これらに限定されるものではない。
グルコシルトランスフェラーゼ(GTFJ)酵素の調製
材料
透析管(Spectrapor 25225−226、12000分子量分離)は、VWR(Radnor、PA)から入手した。デキストラン及びエタノールは、Sigma Aldrichから入手した。ショ糖はVWRから入手した。Suppressor7153消泡剤は、Cognis Corporation(Cincinnati,OH)から入手した。その他のすべての化学物質は、一般的に使用される、このような化学物質の供給業者から入手した。
シード培地
発酵菌における発端培養物を生育するために使用されるシード培地は、イースト抽出物(Amberx 695、リットル当たり5.0グラム、g/L)、K2HPO4(10.0g/L)、KH2PO4(7.0g/L)、クエン酸ナトリウム二水和物(1.0g/L)、(NH4)2SO4(4.0g/L)、MgSO4七水和物(1.0g/L)、及びクエン酸鉄アンモニウム(0.10g/L)を含有した。媒体のpHは、5N NaOH又はH2SO4を使用して6.8に調整し、培地をフラスコにて滅菌した。滅菌後の添加は、グルコース(20mL/Lの50%w/w溶液)及びアンピシリン(4mL/Lの25mg/mL原液)を含んだ。
発酵菌培地
発酵菌に使用された生育培地は、KH2PO4(3.50g/L)、FeSO4七水和物(0.05g/L)、MgSO4七水和物(2.0g/L)、クエン酸ナトリウム二水和物(1.90g/L)、イースト抽出物(Ambrex 695、5.0g/L)、Suppressor7153消泡剤(リットル当たり0.25ミリリットル、mL/L)、塩化ナトリウム(1.0g/L)、CaCl2二水和物(10g/L)、及びNIT微量元素溶液(10mL/L)を含有した。NIT微量元素溶液は、クエン酸一水和物(10g/L)、MnSO4水和物(2g/L)、塩化ナトリウム(2g/L)、FeSO4七水和物(0.5g/L)、ZnSO4七水和物(0.2g/L)、CuSO4五水和物(0.02g/L)、及びNaMoO4二水和物(0.02g/L)を含有した。滅菌後の添加は、グルコース(12.5g/Lの50%w/w溶液)及びアンピシリン(4mL/Lの25mg/mL原液)を含んだ。
グルコシルトランスフェラーゼ(gtfJ)酵素発現株の構成
ストレプトコッカス・サリバリウス(Streptococcus salivarius)(ATCC25975)からの、成熟したグルコシルトランスフェラーゼ酵素をコードしている遺伝子(gtfJ、EC2.4.1.5、GENBANK(登録商標)AAA26896.1、配列番号3)は、大腸菌(DNA2.0、Menlo Park CA)における発現のために最適化されたコドンを使用して合成された。核酸生成物(配列番号1)は、サブクローンされてpJexpress404(登録商標)(DNA2.0、Menlo Park CA)になり、pMP52(配列番号2)として同定されるプラスミドを生成した。プラスミドpMP52を用いて、大腸菌MG1655(ATCC47076(商標))を変換させ、MG1655/pMP52と同定される株を生成した。グルコシルトランスフェラーゼ酵素発現株の構成のために使用されたすべての手順は、当技術分野にて周知であり、且つ、不要な実験をすることなく、関連技術に熟練した者によって実行可能である。
発酵における組換えgtfJの生成
発酵菌における組換えgtfJ酵素の生成は、大腸菌株MG1655/pMP52のプレシード培養物を調製することで開始され、gtfJ酵素を発現し、実施例1で記載されるように構成された。シード培地の10mLのアリコートを、125mlの使い捨てのバッフル付きフラスコに加え、20%のグリセリン中で、大腸菌MG1655/pMP52の1.0mLの培養物を接種した。3時間、1分当たり300回転(rpm)で振動しながら、培養物を37℃で生育した。2Lの振動フラスコに0.5Lのシード培地を入れて、発酵菌を始動させるために、シード培養物を調製した。1.0mLのプレシード培養物を、無菌状態でフラスコの0.5Lのシード培地に移し、5時間、37℃及び300rpmで培養した。シード培養物を、37℃で前述の8Lの発酵菌培地を含有する14Lの発酵槽(Braun,Perth Amboy,NJ)に、光学濃度550nm(OD550)>2で移した。
大腸菌MG1655/pMP52の細胞を発酵槽で生育し、培地におけるグルコース濃度が0.5g/Lに減少した時、グルコースの供給(1%w/wMgSO4・7H2Oを含有する50%w/wグルコース溶液)を開始した。供給は、1分当たり0.36グラムの供給(g供給/分)で開始し、それぞれ0.42、0.49、0.57、0.66、0.77、0.90、1.04、1.21、1.41、1.63、1.92、2.2g供給/分に、時間毎に次第に増加した。グルコース濃度が、0.1g/Lを超えた時、グルコースの供給を減少させることで、又は、一時的に停止することで、以降、速度を一定に維持した。培地におけるグルコース濃度は、YSIグルコース分析器(YSI,Yellow Springs,Ohio)を使用して監視した。
9mLの0.5MのIPTG(イソプロピルβ−D−1−チオガラクト−ピラノシド)が添加されて、細胞が70のOD550に達した時、グルコシルトランスフェラーゼ酵素活性の誘導が開始した。溶存酸素(DO)濃度は、25%の空気飽和で制御した。DOは、初めにインペラ撹拌速度(400〜1200rpm)で、後に通気速度(1分当たり2〜10の標準リットル、slpm)で制御した。pHは、6.8に制御した。NH4OH(14.5%重量/体積、w/v)及びH2SO4(20%w/v)を、pH制御のために用いた。背圧を0.5バールに維持した。様々な間隔(20、25、及び30時間)で、5mlのSuppressor7153消泡剤を発酵槽に加えて発泡を抑制した。細胞を、IPTGの添加後に8時間遠心分離によって摘出し、細胞ペーストとして−80℃で保存した。
細胞ペーストからのgtfJ粗酵素抽出物の調整
前記で得られた細胞ペーストを、150g/Lの50mMのリン酸カリウム緩衝液pH7.2で懸濁してスラリーを調製した。スラリーを、12,000psi(Rannie−型機械,APV−1000又はAPV16.56)で均質化し、均質物を4℃に冷却した。程よく激しくかき混ぜて、50gのフロック溶液(Aldrich no.409138、50mMのリン酸ナトリウム緩衝液pH7.0にて5%)を、細胞均質物のリットル当たり加えた。撹拌を、15分間軽くかき混ぜる程度に落とした。次いで、3時間、5〜10℃、4500rpmで、遠心分離することによって、細胞均質物を清澄させた。粗いgtfJ酵素抽出物を含有する上澄みを、30キロダルトン(kDa)分離膜によって濃縮した(約5回)。gftJ酵素溶液におけるタンパク質の濃度を、ビシンコニン酸(BCA)タンパク質分析法(Sigma Aldrich)によって4〜8g/Lと求めた。
ポリ(α(1→3)グルカン)の調製
すべての材料は、VWR又はSigma Aldrichから入手した。かき混ぜ具及び温度制御を備えた150ガロンのガラスライニング反応器にて、約394kgの水溶液を、75kgのショ糖(VWR#BDH8029)、500gのDextran T−10(Sigma#D9260)、10kgの10%水酸化カリウム(水溶液)を使用してpH7.0に調整された3.4kgのリン酸カリウム緩衝液を混ぜ合わせることによって調製した。すべての成分を、表1に列挙される量にて加えた。次いで、溶液に、本明細書に記載の通り調製された32ユニット/リットルの酵素を入れ、その後、1Lの脱イオン水を加え、72時間、25℃で穏やかに混合した。得られたグルカン固体物をZwagフィルターに移し、母液を除去した。ケーキ状物を、3回、約150kgの水で置換することで洗浄した。最後に、2回、100Lのメタノールを用いて更なる置換洗浄を実行した。材料を、60℃のジャケットを用いて、真空下にて乾燥させた。収率:6.6kgの白色のフレーク状固体。こうして調製したポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーは、本明細書においてポリマーP1と示される。
ポリ(α(1→3)グルカン)ポリマーの溶液
イオン性液体、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム酢酸塩及び1−エチル−3−メチルイミダゾリウム酢酸塩を、BASFから入手した。イオン性液体、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウム塩化物及び1−エチル−3−メチルイミダゾリウム塩化物を、Sigma−Aldrichから入手した。イオン性液体、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム塩化物を、Flukaから入手した。
実施例1
グローブボックス中にて、20mlのガラスバイアルに、1.99gの1エチル,3−メチルイミダゾリウム酢酸塩(EMIMAc))を入れた。バイアルをグローブボックスから取り除き、0.20gのポリマーP1を加え、固体物濃度を9.3重量%にした。隔膜を通して取り付けられているポリプロピレンのかき混ぜ棒が通る蓋を、容器に取り付けた。内容物を、手を使いプラスチックのかき混ぜ棒で混ぜ合わせ、隔膜を通る針を通して挿入される窒素の注入口を備えるReactiTherm(商標)加熱機及びかき混ぜモジュール(Pierce,Rockford,IL)の中に置いた。ReactiThermは、以下「加熱ブロック」と称することとする。試料を、約15分間、室温でかき混ぜた。次いで、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。約60分後、設定点温度を80℃に上昇させた。更に約60分後、いくらかの溶解が観察された。次いで、設定点温度を100℃に増加させた。更に120分後、実験の終了時でP1は溶解した。冷却時、P1は溶液のままであった。
実施例2
1.96gのEMIMAc及び0.27gのポリマーP1を加えた以外は、実施例1において使用した20mlのガラスバイアルに入れることにおける装置、材料、及び手順を繰り返した。固体物濃度は12.0重量%であった。約15分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。50分後、粘度の増加が観察された。次いで、設定点温度を80℃に上昇させた。更に55分後、いくらかの溶解が観察された。次いで、設定点温度を100℃に増加させた。更に180分後、P1は溶解した。冷却時、P1は溶液のままであった。
実施例3
2.0gのEMIMAc及び0.35gのポリマーP1を加えた以外は、実施例1において使用した20mlのガラスバイアルに入れることにおける装置、材料、及び手順を繰り返した。固体物濃度は15.0重量%であった。約15分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。50分後、粘度の増加が観察された。次いで、設定点温度を80℃に上昇させた。更に55分後、いくらかの溶解が観察された。次いで、設定点温度を100℃に増加させた。更に230分後、P1は溶解した。冷却時、P1は溶液のままであった。
実施例4
1.79gのEMIMAcを加えた以外は、実施例3において使用した20mlのガラスバイアルに入れることにおける装置、材料、及び手順を繰り返した。0.19gの脱イオン水とともに0.27gのポリマーP1を加えた。固体物濃度は12.1重量%であった。約15分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。40分後、設定点温度を80℃に上昇させた。更に50分後、いくらかの溶解が観察された。次いで、設定点温度を100℃に増加させた。更に70分後、P1は溶解した。
実施例5
1.79gのEMIMAcを加えた以外は、実施例3において使用した20mlのガラスバイアルに入れることにおける装置、材料、及び手順を繰り返した。0.19gの脱イオン水とともに0.35gのポリマーP1を加えた。固体物濃度は14.9重量%であった。約15分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。40分後、設定点温度を80℃に上昇させた。更に50分後、いくらかの溶解が観察された。次いで、設定点温度を100℃に増加させた。更に70分後、P1は溶解した。
実施例6
1.62gのEMIMAcを加えた以外は、実施例3において使用した20mlのガラスバイアルに入れることにおける装置、材料、及び手順を繰り返した。0.42gの脱イオン水とともに0.22gのポリマーP1を加えた。固体物濃度は10.0重量%であった。約15分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。40分後、設定点温度を80℃に上昇させた。更に65分後、いくらかの溶解が観察された。次いで、設定点温度を100℃に増加させた。更に75分後、P1は溶解した。
実施例7
1.41gのEMIMAcを加えた以外は、実施例3において使用した20mlのガラスバイアルに入れることにおける装置、材料、及び手順を繰り返した。0.61gの脱イオン水とともに0.27gのポリマーP1を加えた。固体物濃度は11.9重量%であった。約15分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。更に45分後、粘度の増加が観察された。次いで、設定点温度を80℃に上昇させた。更に60分後、いくらかの溶解が観察された。次いで、設定点温度を100℃に増加させた。更に145分後、P1は溶解した。
実施例8
1.40gのEMIMAcを加えた以外は、実施例3において使用した20mlのガラスバイアルに入れることにおける装置、材料、及び手順を繰り返した。0.59gの脱イオン水とともに0.36gのポリマーP1を加えた。固体物濃度は15.2重量%であった。約15分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。更に45分後、粘度の増加が観察された。次いで、設定点温度を80℃に上昇させた。更に60分後、いくらかの溶解が観察された。次いで、設定点温度を100℃に増加させた。更に145分後、こうして調製した混合物を室温に冷却し、約15時間、室温にて維持した。次いで、混合物を180分間、80℃に再加熱し、その後、ポリマーP1は溶解したことが観察された。
実施例9
1.41gのEMIMAcを加えた以外は、実施例3において使用した20mlのガラスバイアルに入れることにおける装置、材料、及び手順を繰り返した。0.63gの脱イオン水とともに0.23gのポリマーP1を加えた。固体物濃度は10.0重量%であった。約15分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。50分後、粘度の増加が観察された。次いで、設定点温度を80℃に上昇させた。更に55分後、いくらかの溶解が観察された。次いで、設定点温度を100℃に増加させた。更に80分後、P1は溶解した。
比較例A
2.0gの1−ブチル,3−メチルイミダゾリウム酢酸塩(BMIMAc)を、EMIMAcの代わりに加えた以外は、実施例1において使用した20mlのガラスバイアルに入れることにおける装置、材料、及び手順を繰り返した。0.21gのポリマーP1を加えた。固体物濃度は9.3重量%であった。約15分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。60分後、設定点温度を80℃に上昇させた。更に60分後、設定点温度を100℃に上昇させた。更に120分後、ポリマーP1は溶解しなかったことが観察された。
比較例B
2.0gの1−エチル,3−メチルイミダゾリウム塩化物(EMIMCl)を、BMIMAcの代わりに加えた以外は、比較例Aにおいて使用した20mlのガラスバイアルに入れることにおける装置、材料、及び手順を繰り返した。0.22gのポリマーP1を加えた。固体物濃度は10.0重量%であった。約15分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。40分後、設定点温度を80℃に上昇させた。更に50分後、EMIMClが溶融したことが観察された。次いで、設定点温度を100℃に増加させた。更に240分後、ポリマーP1は溶解しなかったことが観察された。
実施例10
2.0gの1−ブチル,3−メチルイミダゾリウム塩化物(BMIMCl)を、BMIMAcの代わりに加えた以外は、比較例Aにおいて使用した20mlのガラスバイアルに入れることにおける装置、材料、及び手順を繰り返した。0.23gのポリマーP1を加えた。固体物濃度は10.1重量%であった。約3分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。40分後、設定点温度を80℃に上昇させた。更に50分後、設定点温度を100℃に増加させた。更に80分後、いくらかの粘度の増加が観察された。240分後、100℃で、ポリマーP1は部分的に溶解した。
実施例11
40.1gのEMIMAc及び5.5gのポリマーP1を加えた以外は、実施例1において使用した20mlのガラスバイアルに入れることにおける装置、材料、及び手順を繰り返した。固体物濃度は12.1重量%であった。約15分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を100℃に増加させた。240分後、加熱を停止した。得られた溶液を、加熱ブロックに留まったまま、一晩、室温に冷却した。粒子状物質が、こうして冷却した溶液中で観察された。溶液を100℃に再加熱した。90分後、ポリマーは溶解したことが観察された。こうして形成した溶液を、再度、室温に冷却した。
実施例12
36.05gのEMIMAcを加えた以外は、実施例11において使用した20mlのガラスバイアルに入れることにおける装置、材料、及び手順を繰り返した。5.44gのポリマーP1及び4.04gの脱イオン水をEMIMAcに加えた。固体物濃度は11.9重量%であった。約15分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を100℃に増加させた。240分後、加熱を停止した。得られた溶液を、加熱ブロックに留まったまま、一晩、室温に冷却した。ポリマーは溶解したことが観察された。
実施例13〜15
繊維を、駆動ロール、10を備える図1に示した紡糸装置を使用して、実施例11で調製した溶液から紡糸し、フィラメント経路から取り除いた。フィラメント経路から、駆動ロール、10及び第2の液体槽、11を取り除くことで、図1に描かれた装置を改良した。紡糸口金での噴射速度より急速に巻き取りを実施することで、紡糸伸長が達成された。スピンパックには、100及び325のメッシュふるいからなるフィルター組み立て部品が設けられた。紡糸口金は、において0.005の直径を有する単一円形孔から構成された。紡糸口金孔は、6.000のL/D比を有した。図1に示す空隙を最小限に設定して、フィラメントは紡糸されて直接氷酢酸に入った。氷酢酸凝縮槽は、長さ4.4フィートであった。凝縮された繊維は、横行用ガイドを備える速度制御された巻き取りに向かい、表1に示す巻き取り速度でボビンに巻かれた。繊維ボビンを、表1に示す媒体にて一晩、浸漬させ、次いで取り除き、繊維に対して物理的な測定を実施する前に空気乾燥させた。表1に、実施例15〜17において調製した繊維に使用した紡糸条件を示す。紡糸条件としては、紡糸口金に対する紡糸溶液のポンプ流量、紡糸口金孔から抜け出る紡糸溶液の噴射速度、空隙の長さ、紡糸溶液の温度、巻き取り速度、及び巻き取り速度の噴射速度に対する比である紡糸伸長係数(SSF)が挙げられる。
引張り強さ、伸び、及び初期弾性率などの物理的特性を、試験試料片の長さが10インチであった場合以外は、ASTM標準法D3822及びD1577(オプションC)に従う方法及び計測器を使用して測定した。報告された結果は、3〜5つの個々の糸の試験の平均である。
表1に、こうして調製したフィラメントの特性を示す。これらの特性としては、生成した繊維のデニール、並びに、デニール当たりのグラム(gpd)での引張り強さ(T)、破断伸び(E、%)、及びgpdでの初期弾性率(M)などの物理的特性が挙げられる。
実施例16
実施例12の紡糸溶液を使用した以外は、実施例13〜15の方式で、繊維を紡糸した。紡糸条件及び繊維特性を表1に示す。
Figure 0006005177
実施例17
2.74gの1−ヘキシル,3−メチルイミダゾリウム塩化物(HMIMCl)を、BMIMAcの代わりに加え、且つ、0.23gのポリマーP1を加えた以外は、実施例1において使用した20mlのガラスバイアルに入れることにおける装置、材料、及び手順を繰り返した。固体物濃度は10重量%であった。約15分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。60分後、設定点温度を80℃に上昇させた。更に60分後、設定点温度を100℃に増加させた。更に30分後、粘度の増加及びP1がいくらか溶解していることが観察された。120分後、100℃で、更なる溶解が生じた様子はなかった。
実施例18
グローブボックス中にて20mlのガラスバイアルに0.75gのEMIMAc及び0.25gのBMIMAcを入れ、次いでバイアルを旋回させることによって混合した。次に、グローブボックス外で、0.12gのポリマーP1を加えた。固体物含有量は、11.0重量%であった。隔膜を通して取り付けられているポリプロピレンのかき混ぜ棒が通る蓋を、バイアルに取り付けた。内容物を、手を使いプラスチックのかき混ぜ棒で混合し、隔膜を通る針を通して挿入される窒素の注入口を備える加熱ブロックの中に置いた。試料を、約15分間、室温でかき混ぜた。次いで、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。約60分後、設定点温度を、80℃に上昇させた。更に約60分後、いくらかの溶解が観察された。次いで、設定点温度を100℃に増加させた。更に120分後、ポリマーは溶解したことが観察された。
実施例19
1.5gのEMIMAC及び0.5gのBMIMAcを加えて混合した以外は、実施例18の装置、材料、及び手順を反復した。次いで、0.36gのポリマーP1を加えた。固体物含有量は15.2重量%であった。15分間、室温でかき混ぜた後に、加熱ブロックの設定点温度を50℃に設定した。40分後、設定点を80℃に上昇させた。更に55分後、いくらかの溶解が観察された。次いで、設定点を100℃に上昇させた。更に120分後、ポリマーは溶解したことが観察された。
実施例20
2.0gのEMIMAcを、BMIMAcの代わりに加えた以外は、実施例1の装置、材料、及び手順を反復した。0.50gのポリマーP1を加えた。固体物含有量は20重量%であった。実施例1に記載の加熱サイクルの終了時では、ポリマーの部分的な溶解が生じたことが観察された。
比較例C
グローブボックス中で、20mlのガラスバイアルに1.0gのEMIMOAc及び1.0gのBMIMOAcを入れ、次いでバイアルを旋回させることによって混合した。次に、グローブボックス外で、0.23gのポリマーP1を加え、固体物濃度を10重量%にした。隔膜を通して取り付けられているポリプロピレンのかき混ぜ棒が通る蓋を、容器に取り付けた。内容物を、手を使いプラスチックのかき混ぜ棒で混合し、隔膜を通る針を通して挿入される窒素の注入口を備える反応器ブロックの中に置いた。試料を、約15分間、室温でかき混ぜた。次いで、加熱ブロックの設定点温度を50℃に増加させた。約60分後、設定点温度を、80℃に上昇させた。更に約60分後、ポリマーがいくらか溶解していることが観察された。次いで、温度を100℃に増加させた。更に120分後、ポリマーは部分的に溶解したままであった。
以上、本発明を要約すると下記のとおりである。
1.ポリ(α(1→3)グルカン)と、1−エチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ヘキシル,3−メチルイミダゾリウム、及びこれらの混合物、並びに、ハロゲン化物又はカルボン酸対イオンからなる群から選択されるカチオンを含むイオン性液体と、を含む溶液。
2.前記イオン性液体はカルボン酸対イオンを含む、上記1に記載の溶液。
3.前記イオン性液体は1−エチル,3−メチルイミダゾリウムカルボン酸塩である、上記2に記載の溶液。
4.前記イオン性液体は1−エチル,3−メチルイミダゾリウム酢酸塩である、上記3に記載の溶液。
5.溶媒と非溶媒の総重量の重量基準で30%までの濃度の非溶媒を更に含む、上記1に記載の溶液。
6.前記ポリ(α(1→3)グルカン)が、約5重量%〜約20重量%の固体物含有量で存在する、上記1に記載の溶液。
7.a)(i)1−エチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ヘキシル,3−メチルイミダゾリウム、及びこれらの混合物、並びに、ハロゲン化物又はカルボン酸対イオンからなる群から選択されるカチオンを含むイオン性液体と、(ii)ポリ(α(1→3)グルカン)とを混ぜ合わせることによって混合物を形成する工程であって、前記溶液は、5〜25重量%の固体物含有量を有する工程と、
b)撹拌下にて、前記イオン性液体の沸点未満の温度に前記混合物を加熱して、グルカン紡糸溶液を得る工程と、
c)前記紡糸溶液を紡糸口金を通して流し、これにより繊維束を形成する工程と、
d)前記繊維束を、1〜7の範囲のpHを特徴とする凝集液に接触させ、これによりポリ(α(1→3)グルカン)繊維を形成する工程と、
を含む、ポリ(α(1→3)グルカン)のイオン性液体溶液から繊維を紡糸するプロセス。
8.前記イオン性液体はカルボン酸対イオンを含む、上記7に記載のプロセス。
9.前記イオン性液体は1−エチル,3−メチルイミダゾリウムカルボン酸塩である、上記8に記載のプロセス。
10.前記イオン性液体は1−エチル,3−メチルイミダゾリウム酢酸塩である、上記9に記載のプロセス。
11.前記溶液は、溶媒と非溶媒の総重量に基づいて、水又はイオン性液体である非溶媒を30重量%まで更に含む、上記7に記載のプロセス。
12.前記ポリ(α(1→3)グルカン)は、約5重量%〜約20重量%の固体物含有量で溶液中に存在する、上記7に記載のプロセス。
13.前記凝集液は氷酢酸である、上記7に記載のプロセス。

Claims (2)

  1. ポリ(α(1→3)グルカン)と、1−エチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ヘキシル,3−メチルイミダゾリウム、及びこれらの混合物、並びに、ハロゲン化物又はカルボン酸対イオンからなる群から選択されるカチオンを含むイオン性液体と、を含む溶液。
  2. a)(i)1−エチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル,3−メチルイミダゾリウム、1−ヘキシル,3−メチルイミダゾリウム、及びこれらの混合物、並びに、ハロゲン化物又はカルボン酸対イオンからなる群から選択されるカチオンを含むイオン性液体と、(ii)ポリ(α(1→3)グルカン)とを混ぜ合わせることによって混合物を形成する工程であって、前記溶液は、5〜25重量%の固体物含有量を有する工程と、
    b)撹拌下にて、前記イオン性液体の沸点未満の温度に前記混合物を加熱して、グルカン紡糸溶液を得る工程と、
    c)前記紡糸溶液を紡糸口金を通して流し、これにより繊維束を形成する工程と、
    d)前記繊維束を、1〜7の範囲のpHを特徴とする凝集液に接触させ、これによりポリ(α(1→3)グルカン)繊維を形成する工程と、
    を含む、ポリ(α(1→3)グルカン)のイオン性液体溶液から繊維を紡糸するプロセス。
JP2014550438A 2011-12-30 2012-12-27 1,3−グルカンを含む繊維組成物及びこれを調製する方法 Expired - Fee Related JP6005177B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161582189P 2011-12-30 2011-12-30
US61/582,189 2011-12-30
PCT/US2012/071692 WO2013101854A1 (en) 2011-12-30 2012-12-27 Fiber composition comprising 1,3-glucan and a method of preparing same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015510045A JP2015510045A (ja) 2015-04-02
JP2015510045A5 JP2015510045A5 (ja) 2015-09-17
JP6005177B2 true JP6005177B2 (ja) 2016-10-12

Family

ID=51370932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014550438A Expired - Fee Related JP6005177B2 (ja) 2011-12-30 2012-12-27 1,3−グルカンを含む繊維組成物及びこれを調製する方法

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2798000B1 (ja)
JP (1) JP6005177B2 (ja)
KR (1) KR20140107630A (ja)
CN (1) CN104011126B (ja)
CA (1) CA2861595A1 (ja)
SG (1) SG11201403710RA (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9034092B2 (en) * 2012-05-24 2015-05-19 E I Du Pont De Nemours And Company Composition for preparing polysaccharide fibers
KR20170109571A (ko) * 2015-02-06 2017-09-29 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 폴리 알파-1,3-글루칸계 폴리머의 콜로이드 분산액

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6054322B2 (ja) * 1977-09-30 1985-11-29 株式会社林原生物化学研究所 成形物の製法
US5952205A (en) * 1998-02-06 1999-09-14 Neose Technologies, Inc. Process for processing sucrose into glucose and fructose
DE60009886T2 (de) * 1999-01-25 2005-03-31 E.I. Du Pont De Nemours And Co., Wilmington Polysaccharidfasern
JP5160040B2 (ja) * 2005-02-28 2013-03-13 千葉製粉株式会社 糖脂肪酸エステルの製造方法
DE102005062608A1 (de) * 2005-12-23 2007-07-05 Basf Ag Lösungssystem auf der Basis geschmolzener ionischer Flüssigkeiten ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie zur Herstellung regenerierter Kohlenydrate
JP2010132558A (ja) * 2007-03-16 2010-06-17 Nisshinbo Holdings Inc 多糖類の処理剤
EP2486175B1 (en) * 2009-10-07 2015-05-20 Grasim Industries Limited A process of manufacturing low fibrillating cellulose fibers
JP2013507478A (ja) * 2009-10-07 2013-03-04 グラシム インダストリーズ リミテッド 低フィブリル化セルロース誘導体繊維を製造するプロセス
CN102094258A (zh) * 2009-12-11 2011-06-15 周敏 葡聚糖电纺纤维膜及其制造方法
JP2012127024A (ja) * 2010-12-15 2012-07-05 Kyoto Prefectural Public Univ Corp 繊維状構造体の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2861595A1 (en) 2013-07-04
JP2015510045A (ja) 2015-04-02
CN104011126A (zh) 2014-08-27
EP2798000A1 (en) 2014-11-05
CN104011126B (zh) 2017-05-10
KR20140107630A (ko) 2014-09-04
SG11201403710RA (en) 2014-07-30
EP2798000B1 (en) 2016-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2012362513B2 (en) Fiber composition comprising 1,3-glucan and a method of preparing same
TWI565801B (zh) 用於製備多醣纖維之新穎組成物
JP6182148B2 (ja) 多糖繊維を製造するための新規な組成物
JP6167172B2 (ja) 多糖繊維を製造するための新規な組成物
JP2016537464A (ja) 多糖繊維を製造するための組成物
US9212301B2 (en) Composition for preparing polysaccharide fibers
US9334584B2 (en) Process for preparing polysaccharide fibers from aqueous alkali metal hydroxide solution
CN103993380A (zh) 一种高强度壳聚糖纤维的制备方法
JP6005177B2 (ja) 1,3−グルカンを含む繊維組成物及びこれを調製する方法
NZ626099B2 (en) Fiber composition comprising 1,3-glucan and a method of preparing same
Martínez-Sanz et al. Cellulose Nanowhiskers: Properties and Applications as Nanofillers in Nanocomposites with Interest in Food Biopackaging Applications
CN101565508B (zh) 一种盐溶剂溶解壳聚糖的方法及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150729

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150729

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160720

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160809

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160906

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6005177

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees