KR20220024666A - 진균 직물 재료 및 가죽 유사체 - Google Patents

진균 직물 재료 및 가죽 유사체 Download PDF

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브렌던 앨런 스튜어트
래리 앤드류 알레그리아
라이언 제이콥 토트만
유발 찰스 아브니엘
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더 파인더 그룹, 인크.
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Abstract

본 발명에는 적어도 하나의 사상균을 포함하는 직물 조성물, 및 이러한 직물 조성물을 제조하는 방법 및 사용하는 방법이 개시된다. 직물 조성물의 실시양태로는 일반적으로 사상균 이외에도 가소제, 중합체 및 가교제 중 적어도 하나를 포함한다. 그 개시된 직물 조성물은 가죽을 포함하지만 이에 제한되지 않는 종래의 직물 조성물의 유사체 또는 대체물로서 특히 유용하다.

Description

진균 직물 재료 및 가죽 유사체
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2019년 6월 18일자 미국 가출원 제62/862,860호; 2019년 12월 20일자 미국 가출원 제62/951,332호; 및 2020년 1월 27일자 미국 가출원 제62/966,525호의 우선권을 주장하며, 상기 특허 모두는 그 전문이 본 명세서에 참조 문헌으로 포함된다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 가죽 유사체로서 및 다른 직물 및 섬유에 사용될 수 있는 진균 재료, 및 구체적으로 사상균으로부터 유래된 재료에 관한 것이다.
가죽을 포함하지만 이에 제한되지 않는 현재 많은 직물 재료는 제조 과정 동안 환경 문제를 야기하며, 물품의 수명이 완료된 후 환경적으로 안전한 방식으로 재활용 또는 폐기하는 것이 어렵거나, 불가능할 수 있다. 비제한적인 예시로서, 가죽의 제조는 소의 사육에 의존하며 (이는 그 자체로 환경 영향을 미치며 동물 복지 문제를 야기할 수 있음), 고독성 화합물 예컨대 크롬, 포름산, 수은, 및 다양한 용매를 사용할 수 있는 유제화(tanning) 단계를 필요로 한다. 가죽은 또한 약 25 내지 약 40 년에 걸쳐 천천히 분해된다. 많은 직물 재료가 유사한 환경 또는 윤리적 문제를 겪고 있다.
이에 따라, 당업계에는 비용-효율적으로, 최소한의 환경 영향을 미치며 동물 복지 또는 다른 윤리적 문제를 야기하지 않고 생성될 수 있는 직물 재료에 대한 필요성이 존재한다. 이러한 재료가 종래의 직물 재료, 예를 들어, 가죽의 다양한 물리적 및/또는 기계적 성질, 예를 들어, 인장 강도, 인열 강도, 굴곡 강도(flexural rigidity), 탄성, 질감, 열 특성, 감각적 속성, 등을 유지하는 것이 추가적으로 유리하다.
본 발명의 하나의 양태에서, 진균 바이오매스(fungal biomass)를 포함하는 내구성 시트 재료(durable sheet material)의 제조 방법은 (a) 용액이 비활성화된 진균 바이오매스에 침투하도록 하는 단계로서, 상기 용액은 용매와, 중합체, 가교제, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 성분을 포함하는 단계; 및 (b) 바이오매스를 경화시켜 바이오매스로부터 용매를 제거하고 내구성 시트 재료를 형성하는 단계를 포함한다.
실시양태에서, 진균 바이오매스는 진균 균사체(fungal mycelia)를 포함할 수 있다.
실시양태에서, 비활성화 진균 바이오매스는 단계 (a) 이전에 크기 감소될 수 있으며, 단계 (a)는 크기 감소된 비활성화 진균 바이오매스를 용액과 블렌딩하여 블렌딩된 조성물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 블렌딩된 조성물을 캐스팅하여 캐스트 시트를 형성하는 단계로서, 용매가 단계 (b)에서 캐스트 시트로부터 제거되는 것인 단계를 추가로 포함할 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 크기 감소된 비활성화 진균 바이오매스는 평균 입자 크기가 약 125 마이크론 이하일 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 비활성화 진균 바이오매스는 응집성 진균 바이오매스를 가질 수 있으며, 단계 (a)는 비활성화 진균 바이오매스 및 용액을 함께 일정 시간 동안 교반하는 단계를 포함할 수 있다. 응집성 진균 바이오매스는 표면 발효 공정 또는 침지 고체 표면 발효 공정에 의해 생성될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 시간은 적어도 약 4 시간, 적어도 약 5 시간, 적어도 약 10 시간, 적어도 약 15 시간, 적어도 약 20 시간, 또는 적어도 약 25 시간으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 시간은 약 10 시간 내지 약 20 시간일 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 교반 단계는 대기압 이외의 압력에서 수행될 수 있으며, 대기압 이하(sub-atmospheric) 압력 또는 대기압 초과(super-atmospheric) 압력일 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 방법은 비활성화 진균 바이오매스를 수산화칼슘 및 탄닌으로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화학물질로 처리하는 단계를 추가로 포함할 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 비활성화 진균 바이오매스는 침지 발효에 의해 생성될 수 있는 진균 페이스트(fungal paste)를 포함할 수 있다.
실시양태에서, 중합체는 폴리비닐 알코올, 키토산, 폴리에틸렌 글리콜, 알기네이트, 전분, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴산, 히알루론산, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
실시양태에서, 중합체는 내구성 시트 재료에 내구성 시트 재료의 약 25 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 20 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 15 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 10 중량% 이하, 및 내구성 시트 재료의 약 5 중량% 이하로 구성되는 군으로부터 선택된 양으로 존재할 수 있다.
실시양태에서, 가교제는 시트르산, 탄닌산, 수베르산, 아디프산, 석신산, 추출된 식물성 탄닌, 글리옥살, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
실시양태에서, 용액은 가소제를 추가로 포함할 수 있다. 가소제는 글리세롤 및 이의 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 시트르산, 올레산, 올레산 폴리올 및 이의 에스테르, 에폭시화 트라이글리세라이드 식물성 오일, 캐스터 오일, 펜타에리트리톨, 지방산 에스테르, 카복실산 에스테르계 가소제, 트라이멜리테이트, 아디페이트, 세바케이트, 말레이트, 생물학적 가소제, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 진균 바이오매스는 다음으로 구성되는 군으로부터 선택된 목(order)에 속하는 적어도 하나의 사상균(filamentous fungus)을 포함할 수 있다: 우스틸라기날레스(Ustilaginales, 깜부기균목), 루수랄레스(Russulales, 무당버섯목), 아가리칼레스(Agaricales, 주름버섯목), 페지잘레스(Pezizales, 주발버섯목), 및 하이포크레알레스(Hypocreales, 동충하초목).
실시양태에서, 진균 바이오매스는 다음으로 구성되는 군으로부터 선택된 과(family)에 속하는 적어도 하나의 사상균을 포함할 수 있다: 우스틸라기나세애(Ustilaginaceae, 깜부기균과), 헤리시아세애(Hericiaceae, 노루궁뎅이과), 폴리포라세애(Polyporaceae, 장이버섯과), 그리폴라세애(Grifolaceae, 잎새버섯과), 리오필라세애(Lyophyllaceae, 만가닥버섯과), 스트로파리아세애(Strophariaceae, 독청버섯과), 리코페르다세애(Lycoperdaceae, 말불버섯과), 아가리카세애(Agaricaceae, 주름버섯과), 플레우로타세애(Pleurotaceae, 느타리버섯과), 파이살라크리아세애(Physalacriaceae, 뽕나무버섯과), 옴팔로타세애(Omphalotaceae, 솔밭버섯과), 투버라세애(Tuberaceae, 덩이버섯과), 모르첼라세애(Morchellaceae, 곰보버섯과), 스파라시다세애(Sparassidaceae, 꽃송이버섯과), 넥트리아세애(Nectriaceae, 알보리수버섯과), 및 코르디시피타세애(Cordycipitaceae, 동충하초과).
실시양태에서, 진균 바이오매스는 다음으로 구성되는 군으로부터 선택된 속(genus)에 속하는 적어도 하나의 사상균을 포함할 수 있다: 아가리쿠스(Agaricus, 주름버섯속), 칼로시베(Calocybe, 밤버섯속), 칼바티아(Calvatia, 말징버섯속), 코르디셉스(Cordyceps, 동충하초속), 디스시오티스(Disciotis,주름게딱지버섯속), 포메스(Fomes, 말굽버섯속), 푸사리움(Fusarium ,푸사리움속), 가노데르마(Ganoderma, 불로초속), 그리폴라(Grifola, 잎새버섯속), 헤리쿨룸(Hericululm, 산호침버섯속), 하이폴로마(Hypholoma, 개암버섯속), 힙시지구스(Hypsizygus, 느티만가닥버섯속), 모르첼라(Morchella, 곰보버섯속), 폴리오타(Pholiota, 비늘버섯속), 플레우로투스(Pleurotus, 느타리속), 폴리포루스(Polyporous, 구멍장이버섯속), 스파라스시스(Sparassis, 꽃송이버섯속), 스트로파리아(Stropharia, 독청버섯속), 투베르(Tuber, 덩이버섯속), 및 우스틸라고(Ustilago, 깜부기병균속).
실시양태에서, 진균 바이오매스는 다음으로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 사상균을 포함할 수 있다: 우스틸라고 에스큘렌타(Ustilago esculenta), 헤리쿨룸 에리나세우스(Hericululm erinaceus, 노루궁뎅이), 폴리포루스 스쿠아모수스(Polyporous squamosus, 구멍장이버섯), 그리폴라 프론도사(Grifola frondosa, 잎새버섯), 힙시지구스 마모레우스(Hypsizygus marmoreus, 느티만가닥버섯), 힙시지구스 울마리우스(Hypsizygus ulmarius, 느릅나무굴버섯) 칼로시베 감보사(Calocybe gambosa, 밤버섯), 폴리오타 나메코(Pholiota nameko, 나도팽나무버섯), 칼바티아 기간티(Calvatia gigantea, 댕구알버섯), 아가리쿠스 비스포루스(Agaricus bisporus, 양송이버섯), 스트로파리아 루고소아눌라타(Stropharia rugosoannulata, 턱받이포도버섯), 하이폴로마 라테리튬(Hypholoma lateritium, 개암버섯), 플레우로투스 에린기이(Pleurotus eryngii, 큰느타리버섯), 플레우로투스 오스트레아투스(Pleurotus ostreatus, 느타리버섯), 플레우로투스 오스트레아투스 변종 콜롬비누스(Pleurotus ostreatus var. columbinus), 투베르 보르키이(Tuber borchii, 송로버섯), 모르첼라 에스큘렌타(Morchella esculenta, 곰보버섯), 모르첼라 코니아(Morchella conica, 키다리곰보버섯), 모르첼라 임포르투나(Morchella importuna), 스파라시스 크리스파(Sparassis crispa, 꽃송이버섯), 푸사리움 베네나툼(Fusarium venenatum), MK7 ATCC 기탁 번호 PTA-10698, 디스시오티스 베노사(Disciotis venosa, 주름게딱지버섯), 및 코르디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris, 붉은동충하초).
실시양태에서, 용액운 안료, 가용화제, 및 pH 조절제 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다. 가용화제는 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. pH 조절제는 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 내구성 시트 재료는 아이소펩타이드 결합으로 가교된 단백질을 포함할 수 있다.
실시양태에서, 방법은 단계 (b) 이후 (i) 열 도펀트를 비활성화 진균 바이오매스에 첨가하는 단계 및 (ii) 열 도펀트를 내구성 시트 재료에 첨가하는 단계 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다. 열 도펀트의 양은 적어도 약 2.5 중량%, 내구성 시트 재료의 적어도 약 5 중량%, 내구성 시트 재료의 적어도 약 7.5 중량%, 내구성 시트 재료의 적어도 약 10 중량%, 내구성 시트 재료의 적어도 약 12.5 중량%, 내구성 시트 재료의 적어도 약 15 중량%, 및 내구성 시트 재료의 적어도 약 17.5 중량%으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 열 도펀트의 양은 내구성 시트 재료의 약 20 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 17.5 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 15 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 12.5 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 10 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 7.5 중량% 이하, 및 내구성 시트 재료의 약 5 중량% 이하로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 열 도펀트는 세라믹 재료, 금속 재료, 중합체 재료, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 열 도펀트는 활성탄(activated charcoal), 알루미늄 옥사이드, 벤토나이트, 규조토(diatomaceous earth), 에틸렌 비닐 아세테이트, 리그닌, 나노실리카, 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 실리콘, 및 이트륨 옥사이드로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 비활성화 진균 바이오매스는 크기 감소된 비활성화 진균 바이오매스일 수 있다.
실시양태에서, 비활성화 진균 바이오매스는 표면 발효 공정에 의해 생성된 바이오매트(biomat), 또는 이의 일부일 수 있다. 표면 발효 공정의 성장 배지에서 탄소-대-질소 몰비는 약 5 내지 약 20, 또는 약 7 내지 약 15일 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 직물 조성물은 비활성화 진균 바이오매스; 및 가소제, 중합체, 가교제, 및 염료로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하며, 여기서 적어도 하나의 성분은 진균 균사체 바이오매스에 분포되어 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 두께가 적어도 약 1 mm일 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 인열력이 적어도 약 30 N일 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 인열 강도가 적어도 약 10 N/mm일 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 굴곡 강도가 약 5 그램-센티미터 이하일 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 인장 강도가 적어도 약 10 MPa일 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 물 얼룩(water spotting) 회색 스케일 등급이 적어도 약 3일 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 일광 견뢰도(light color fastness) 블루 울 등급(blue wool rating)이 적어도 약 4일 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 건조시 마찰 견뢰도(rub color fastness) 회색 스케일 등급이 적어도 약 3일 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 습윤시 마찰 견뢰도 회색 스케일 등급이 적어도 약 2일 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 비-진균 직물 재료의 적어도 하나의 지지체층(backing layer)을 추가로 포함할 수 있다. 비-진균 직물 재료는 아크릴 직물, 알파카 직물, 앙고라 직물, 캐시미어 직물, 코이어 직물, 면 직물, 철사(eisengarn) 직물, 대마 직물, 황마 직물, 케블러(Kevlar) 직물, 리넨 직물, 마이크로화이버 직물, 모헤어 직물, 나일론 직물, 올레핀 직물, 파시미나 직물, 폴리에스테르 직물, 피냐(pi
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a) 직물, 모시 직물, 레이온 직물, 바다 실크 직물, 실크 직물, 사이잘(sisal) 직물, 스판덱스 직물, 스파이더 실크(spider silk) 직물, 울 직물, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 직물 조성물은 열 도펀트를 추가로 포함할 수 있다. 열 도펀트 세라믹 재료, 금속 재료, 중합체 재료, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 열 도펀트는 활성탄, 알루미늄 옥사이드, 벤토나이트, 규조토, 에틸렌 비닐 아세테이트, 리그닌, 나노실리카, 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 실리콘, 및 이트륨 옥사이드로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 직물 조성물의 열 특성은 열 도펀트의 부재 하의 직물 조성물의 동일 열 특성에 대해 변경될 수 있지만 반드시 그러할 필요는 없으며, 여기서 열 특성은 열 분출성, 열 전도성, 열 용량, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 제조 물품은 본 명세서에 기재된 직물 조성물을 포함하며, 여기서 제조 물품은 의류 물품, 악세서리 품목, 및 가구 품목으로 구성되는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 내구성 시트 재료의 제조 방법은 (a) 비활성화 진균 바이오매스를, 수산화칼슘를 포함하는 수용액과 접촉시켜, 석회화된(limed) 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; (b) 석회화된 비활성화 진균 바이오매스를, 황산암모늄을 포함하는 수용액과 접촉시켜, 탈석회화된(delimed) 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; (c) 탈석회화된 비활성화 진균 바이오매스를, 중합체를 포함하는 수용액과 접촉시켜, 침산된(pickled) 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; (d) 침산된 비활성화 진균 바이오매스를, 가교제를 포함하는 수용액과 접촉시켜, 유제화된(tanned) 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; (e) 유제화된 비활성화 진균 바이오매스를, 가소제를 포함하는 수용액과 접촉시켜, 가소화된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단게; (f) 가소화된 비활성화 진균 바이오매스를 건조하여 건조된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; 및 (g) 건조된 비활성화 진균 바이오매스를 열압착(heat-press)하여 내구성 시트 재료를 형성하는 단계를 포함한다.
실시양태에서, 방법은 단계 (a) 및 (b), 단계 (b) 및 (c), 단계 (c) 및 (d), 및 단계 (d) 및 (e)로 구성되는 군으로부터 선택된 임의의 단계 쌍 사이에, 비활성화 진균 바이오매스를 물로 세정하여 잔류 수용액을 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
실시양태에서, 단계 (a) 내지 (e) 중 적어도 하나는 비활성화 진균 바이오매스를 수용액과 함께 교반하는 단계를 포함할 수 있다.
실시양태에서, 단계 (a) 내지 (c) 중 적어도 하나의 수용액은 계면활성제 또는 가용화제를 추가로 포함할 수 있다. 계면활성제 또는 가용화제는 폴리솔베이트, 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 중합체는 폴리비닐 알코올, 키토산, 폴리에틸렌 글리콜, 알기네이트, 전분, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴산, 히알루론산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
실시양태에서, 단계 (c)의 수용액은 글리세롤 및 이의 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 시트르산, 올레산, 올레산 폴리올 및 이의 에스테르, 에폭시화 트라이글리세라이드 식물성 오일, 캐스터 오일, 펜타에리트리톨, 지방산 에스테르, 카복실산 에스테르계 가소제, 트라이멜리테이트, 아디페이트, 세바케이트, 말레이트, 생물학적 가소제, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 가소제 추가로 포함할 수 있다.
실시양태에서, 단계 (c)의 수용액은 알칼리 금속 할로겐화물을 추가로 포함할 수 있다. 알칼리 금속 할로겐화물은 염화나트륨일 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 가교제는 시트르산, 탄닌산, 수베르산, 아디프산, 석신산, 추출된 식물성 탄닌, 글리옥살, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
실시양태에서, 가소제는 글리세롤 및 이의 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 시트르산, 올레산, 올레산 폴리올 및 이의 에스테르, 에폭시화 트라이글리세라이드 식물성 오일, 캐스터 오일, 펜타에리트리톨, 지방산 에스테르, 카복실산 에스테르계 가소제, 트라이멜리테이트, 아디페이트, 세바케이트, 말레이트, 생물학적 가소제, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 내구성 시트 재료의 제조 방법은 (a) 수 중에서 바이오매스를 비등(boiling)시켜, 진균 바이오매스를 비활성화시키는 단계; (b) 비활성화 진균 바이오매스를, 수산화칼슘를 포함하는 수용액과 접촉시켜, 석회화된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; (c) 석회화된 비활성화 진균 바이오매스를, 황산암모늄을 포함하는 수용액과 접촉시켜, 탈석회화된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; (d) 탈석회화된 비활성화 진균 바이오매스를, 알칼리 금속 할로겐화물을 포함하는 수용액과 접촉시켜, 침산된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; (e) 침산된 비활성화 진균 바이오매스를 제1 가교제와 접촉시켜, 유제화된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; (f) 유제화된 비활성화 진균 바이오매스를, 제2 가교제 및 중합체 중 적어도 하나를 포함하는 수용액과 접촉시켜, 재유제화된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; (g) 재유제화된 비활성화 진균 바이오매스를, 가지 오일(fatliquoring oil)과 접촉시켜, 가지된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; (h) 비-진균 직물 지지체를 비활성화 진균 바이오매스에 부착하여 지지된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; (i) 지지된 비활성화 진균 바이오매스를 열압착하여 열압착된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; (j) 열압착된 비활성화 진균 바이오매스를 건조하여 건조된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; 및 (k) 피니싱 왁스(finishing wax), 피니싱 오일(finishing oil), 및 나이트로셀룰로스(nitrocellulose) 중 적어도 하나를 건조된 비활성화 진균 바이오매스에 도포하여 내구성 시트 재료를 형성하는 단계를 포함한다.
실시양태에서, 방법은 단계 (b) 및 (c), 단계 (c) 및 (d), 및 단계 (e) 및 (f)로 구성되는 군으로부터 선택된 임의의 단계의 쌍 사이에, 비활성화 진균 바이오매스를 물로 세정하여 잔류 수용액을 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
실시양태에서, 단계 (a) 내지 (g) 중 적어도 하나는 비활성화 진균 바이오매스를 수용액과 함께 교반하는 단계를 포함할 수 있다.
실시양태에서, 단계 (b) 및 (c) 중 적어도 하나의 수용액은 계면활성제 또는 가용화제를 추가로 포함할 수 있다. 계면활성제 또는 가용화제는 폴리솔베이트, 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 중합체는 폴리비닐 알코올, 키토산, 폴리에틸렌 글리콜, 알기네이트, 전분, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴산, 히알루론산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 알칼리 금속 할로겐화물은 염화나트륨일 수 있다.
실시양태에서, 단계 (d) 내지 (f) 중 적어도 하나의 수용액은 pH 조절제를 포함할 수 있다. pH 조절제는 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 또는 이들의 조합물 또는 혼합물, 또는 금속 수산화물을 포함할 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 제1 가교제는 알루미늄 염, 크롬 염, 티탄 염, 알데하이드, 또는 이들의 조합물 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 제1 가교제는 알루미늄 실리케이트일 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 제2 가교제는 시트르산, 탄닌산, 수베르산, 아디프산, 석신산, 추출된 식물성 탄닌, 글리옥살, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
실시양태에서, 중합체는 폴리비닐 알코올, 키토산, 폴리에틸렌 글리콜, 알기네이트, 전분, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴산, 히알루론산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
실시양태에서, 단계 (f)의 수용액은 음이온성 염료를 추가로 포함할 수 있다.
실시양태에서, 가지 오일은 황산화 캐스터 오일, 밀랍, 코코넛 오일, 식물성 오일, 올리브 오일, 아마씨 오일, 올레산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
실시양태에서, 가지 오일은 에멀전을 포함할 수 있으며, 방법은 단계 (g) 및 (h) 사이에, 가지 오일을 산과 접촉시켜, 에멀전을 해리시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
실시양태에서, 피니싱 왁스는 카르나우바 왁스, 칸데릴라 왁스, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 실시양태는 일반적으로 진균 바이오매스를 포함하는 내구성 시트 재료의 제조에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 내구성 시트 재료는 제어, 가공, 및/또는 조정된 열 특성을 가질 수 있다. 제1의 비제한적인 예시로서, 본 발명의 내구성 시트 재료의 열 특성은 내구성 시트 재료에서 기포의 크기, 개수, 및/또는 공간적 분포를 제어함으로써 제어, 가공, 및/또는 조정될 수 있다. 제2의 비제한적인 예시로서, 본 발명의 내구성 시트 재료의 열 특성은 원하는 열 특성 (예를 들어, 열 용량, 열 전도성, 열 분출성, 및 이들의 조합)을 가지는 열 도펀트를 첨가하여 내구성 시트 재료의 동일한 열 특성을 전체적으로 개질함으로써 제어, 가공, 및/또는 조정될 수 있다. 제3의 비제한적인 예시로서, 본 발명의 내구성 시트 재료의 열 특성은 내구성 시트 재료에 포함되는 열 도펀트의 질량, 부피, 두께, 공간적 분포, 등을 제어하여, 내구성 시트 재료 내부 및 이를 통한 열 교환의 조작된 또는 설계된 공간적 패턴을 제공함으로써 제어, 가공, 및/또는 조정될 수 있다.
본 발명의 실시양태는 온전한 응집성 진균 바이오매스 (예를 들어, 표면 발효 또는 임의의 다른 적합한 공정에 의해 생성된 진균 바이오매트), 크기-감소(size-reduced) 또는 균질화된 진균 바이오매스, 또는 진균 바이오매스의 임의의 다른 물리적 형태, 특히 사상균 바이오매스로부터, 진균 직물 재료, 및 구체적으로 진균 가죽 유사체의 생성를 제공한다. 본 발명의 재료는 일반적으로 비활성화 진균 바이오매스와, 중합체, 가소제, 가교제, 및 염료로 구성되는 군으로부터 선택된 성분 둘 모두를 포함하며, 본 발명의 방법은 이러한 성분(들)을 비활성화 진균 바이오매스에 도입하여 원하는 화학적, 물리적, 및/또는 열 특성을 가지는 재료를 생성할 수 있게 한다. 본 발명의 재료는 일반적으로 종래의 직물과 동일한 또는 유사한 적용 분야에 사용하기에 적합한 내구성 시트 재료로서 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시양태에 따른, 진균 직물 재료의 제조 방법의 일반화된 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시양태에 따른, 진균 직물 재료의 제조 방법의 일반화된 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시양태에 따른, 진균 직물 재료의 제조 방법의 일반화된 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시양태에 따른, 진균 직물 재료의 제조 방법의 일반화된 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시양태에 따른, 진균 직물 재료의 제조 방법의 일반화된 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시양태에 따른, 진균 직물 재료의 제조 방법의 일반화된 개략도이다.
도 7은 본 발명의 실시양태에 따른, 글리세롤 함량의 함수로서 MK7 가죽 유사체 재료의 인장 강도의 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시양태에 따른, 글리세롤 함량의 함수로서 MK7 가죽 유사체 재료의 파단 시 변형률의 그래프이다.
도 9 본 발명의 실시양태에 따른, 글리세롤 함량의 함수로서 MK7 가죽 유사체 재료의 팽윤도의 그래프이다.
도 10 본 발명의 실시양태에 따른, 글리세롤 함량의 함수로서 MK7 가죽 유사체 재료의 침지 시 질량 손실의 그래프이다.
도 11 본 발명의 실시양태에 따른, 로딩 비율의 함수로서 MK7 가죽 유사체 재료의 인장 강도의 그래프이다.
도 12 본 발명의 실시양태에 따른, 로딩 비율의 함수로서 MK7 가죽 유사체 재료의 파단 시 변형률의 그래프이다.
도 13 본 발명의 실시양태에 따른, 로딩 비율의 함수로서 MK7 가죽 유사체 재료의 팽윤도의 그래프이다.
도 14 본 발명의 실시양태에 따른, 로딩 비율의 함수로서 MK7 가죽 유사체 재료의 침지 시 질량 손실의 그래프이다.
도 15 본 발명의 실시양태에 따른, 폴리비닐 알코올:키토산 비율의 함수로서 MK7 가죽 유사체 재료의 인장 강도의 그래프이다.
도 16 본 발명의 실시양태에 따른, 폴리비닐 알코올:키토산 비율의 함수로서 MK7 가죽 유사체 재료의 파단 시 변형률의 그래프이다.
도 17 본 발명의 실시양태에 따른, 폴리비닐 알코올:키토산 비율의 함수로서 MK7 가죽 유사체 재료의 팽윤도의 그래프이다.
도 18 본 발명의 실시양태에 따른, 폴리비닐 알코올:키토산 비율의 함수로서 MK7 가죽 유사체 재료의 침지 시 질량 손실의 그래프이다.
도 19a, 19b, 19c, 및 19d는 종래의 가정용 블렌더에서 각각 10 초, 20 초, 40 초, 및 60 초 후 크기 감소된 진균 입자의 히스토그램이다.
도 20 본 발명의 실시양태에 따른, 로딩 비율의 함수로서 블렌드 오버런, 가열 오버런, 전체 오버런, 및 진균 입자 수용액의 밀도의 그래프이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "생분해성(biodegradable)"은, 달리 명시되지 않는 한, 주어진 조건 세트 (예를 들어, ISO 20136:2017에 명시된 조건, "가죽―미생물에 의한 분해성 결정") 하에서 "천연" (즉, 동물) 가죽보다 더 빠르게 생분해되는 재료를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "팽윤도(degree of swelling)"는, 달리 명시되지 않는 한, 고체가 액체로 포화될 때 고체 물질의 상대적인 질량 변화량을 지칭한다. 비제한적인 예시로서, 건조 시 질량이 200 g이고 물로 포화 시 질량이 300 g인 고체 물질은 물에서의 팽윤도가 50%, 또는 0.5이다. 본 명세서에서 용어 "팽윤도"가 액체를 명시적으로 식별하지 않고 사용되는 경우, 액체는 물로 가정할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "내구성(durable)"은, 달리 명시되지 않는 한, 적어도 약 5 N/mm의 인열 강도, 적어도 약 5 N의 인열력, 및 적어도 약 1.5 MPa의 인장 강도 중 적어도 하나를 가지는 재료를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "진균 바이오매스"는, 달리 명시되지 않는 한, 임의의 적합한 공정에 의해 배양, 발효, 또는 성장된 균류 덩어리를 지칭한다. 진균 바이오매스는 기술 분야에 공지된 및 본 명세서에 개시된 임의의 다수의 방법에 의해 생성될 수 있음이 명백하게 이해되어야 하며, 이러한 방법으로는 표면 발효 방법, 침지 발효 방법, 고체-기질 침지 발효 (SSSF) 방법, 및 PCT 출원 공개공보 WO2019/099474 ("이하 '474 공보")에 개시된 방법을 포함하지만 이에 제한되지 않고, 상기 문헌의 그 전문은 본 명세서에 참조 문헌으로 포함된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "원피 가죽(hide leather)" 및 "천연 가죽(true leather)"은, 달리 명시되지 않는 한, 상호 교환적일 수 있으며, 각각 원피 또는 동물의 피부를 유제화하여 생성된, 내구성이 있고 유연한 재료를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "비활성화(inactivated)"는, 달리 명시되지 않는 한, 적절한 비활성화 수단에 의해 사멸되었거나 활발히 성장하는 것이 방지된 진균 바이오매스를 지칭하며, 이러한 수단으로는 예를 들어, 비등(boil), 증숙(steaming), 세정, 조사, 동결, 적어도 70% 에탄올 수용액으로의 처리, 에탄올 증기로 처리, 염기 또는 pH 증가 처리 (가열 여부와 관계없음), 산 또는 pH 감소 처리 (가열 여부와 관계 없음), 또는 기계적 분쇄 또는 파괴 (예컨대 블렌드 또는 크기-감소)를 포함한다. 진균 바이오매스는 또 다른 공정 단계, 예컨대 크기-감소, 석회화, 또는 탈석회화 단계 중에, 이와 조합으로, 및/또는 이의 결과로 비활성화될 수 있음이 명백하게 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "침투"는, 달리 명시되지 않는 한, 용액이 고체 물질 덩어리로 침투 및/또는 포화되어, 이로 인해 용액 또는 이의 일부가 고체 물질 덩어리에 분포되는 것을 지칭하며, 예를 들어 중합체 용액이 균사체로 구성된 진균 바이오매트의 간극 공간을 침투하는 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 중합체 및 가소제와 같은 성분을 포함하는 용액을 진균 균사체 바이오매스에 침투시키면, 용매가 경화에 의해 제거된 후 바이오매스에 이러한 성분을 가지는 직물 재료를 생성하지만, 이러한 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니다. 이러한 분포는 실질적으로 균일하게 분포 또는 균일하지 않게 분포될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "로딩 비율"은, 달리 명시되지 않는 한, 진균 직물 조성물에서 진균 바이오매스 대 중합체의 중량비를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "침지 시 질량 손실"은, 달리 명시되지 않는 한, 액체에 침지시킨 후 고체 물질에 의해 흡수된 액체의 질량을 무시하고 고체 물질에 의해 손실된 상대적인 질량을 지칭한다. 비제한적인 예시로서, 건조 시 질량이 100 그램이고 물에 침지한 후 질량이 (흡수된 액체 질량 무시) 95 그램인 고체 물질은 물에 침지 시 질량 손실이 5%이다. 본 명세서에서 용어 "침지 시 질량 손실"이 액체를 명시적으로 식별하지 않고 사용되는 경우, 액체는 물로 가정할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "시트"는, 달리 명시되지 않는 한, 일반적으로 평평한 또는 평면 형태를 가지며 표면적 대 두께 비율이 높은 고체 재료의 층을 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "탄닌(tannin)"은, 달리 명시되지 않는 한, 일반적으로 단백질 구조와 강한 결합을 형성하는 임의의 분자, 및 보다 구체적으로, 원피 가죽에 적용될 때, 피부의 콜라겐 구조 내의 단백질 모이어티에 강하게 결합하여 가죽의 강도 및 분해 저항성을 개선하는 분자를 지칭한다. 가장 흔하게 사용되는 유형의 탄닌은 식물성 탄닌, 즉, 나무 및 식물로부터 추출된 탄닌, 및 크롬 탄닌 예컨대 크롬(III) 설페이트이다. 본 명세서에서 사용된 탄닌의 다른 예시로는 개질된 천연 유래 중합체, 생체고분자(biopolymer), 및 크롬 이외의 금속의 염, 예를 들어, 알루미늄 실리케이트 (나트륨 알루미늄 실리케이트, 칼륨 알루미늄 실리케이트, 등)을 포함한다.
이제 도 1을 참조하여, 진균 직물 재료의 제조 방법(100)의 일 실시양태가 예시된다. 도 1에 도시된 방법(100)의 제1 단계(110)에서, 진균 바이오매스는 임의의 다수의 적합한 방법에 의해 생성되고, 이러한 방법으로는 2017년 2월 28일자 PCT 출원 PCT/US2017/020050 ("이하 '050 출원"); 2018년 8월 29일자 PCT 출원 PCT/US2018/048626 ("이하 '626 출원"); 2019년 2월 27일자 미국 가출원 제62/811,421호 ("이하 '421 출원"); 및 '474 공보에 기재된 방법을 포함하지만 이에 제한되지 않으며, 상기 특허 모두의 그 전문은 본 명세서에 참조 문헌으로 포함된다. '050 출원, '626 출원, 및 '421 출원에 기재된 바와 같이, 진균 바이오매스는 인공 배지에서 표면 발표에 의해 성장하여 바이오매트라고 하는 얽힌(interwoven) 또는 상호연결된(interconnected) 균사체의 응집성 구조를 형성할 수 있다. '050 출원, '626 출원, 및 '421 출원에 기재된 바와 같이, 실시양태에서, 탄소 대 질소의 비율이 미리 선택된 성장 배지를 제공함으로써 진균 바이오매스 중 오일 함량 및/또는 지질 함량을 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 진균 바이오매스에 의한 특정 지질 또는 오일, 또는 이의 양의 생성은 특정의 원하는 재료 특성, 예를 들어, 개선된 내수성, 감소된 컨디셔닝 요건, 등을 가지는 진균 직물 재료를 생성할 수 있고; 이러한 특성은 진균 성장 배지에서 미리 선택된 탄소 대 질소의 몰비를 제공함으로써 제어, 조작 또는 조정될 수 있으며, 실시양태에서 상기 몰비는 약 5 내지 약 20, 또는 약 7 내지 약 15일 수 있다. 일부 실시양태에서, 진균 바이오매스에 의한 특정 지질 또는 오일의 생성, 예를 들어, 올레산, 리놀레산, 에이코센산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산, 베헨산, 등은 본 발명의 실시에 적합하지 않을 수 있는 특정 중합체, 용매, 등의 사용을 가능하게 할 수 있으며, 이에 따라 수득 불가능할 수 있는, 또는 이러한 종류의 추가적인 또는 택일적인 시너지 효과를 제공할 수 있는 진균 직물 재료의 특성을 제공한다.
도 1에 도시된 방법(100)의 선택적인 제2 단계(120)에서, 진균 바이오매스는 임의의 적합한 방법에 의해 크기 감소될 수 있으며, 이러한 방법으로는 비제한적인 예시로서 가공 (예를 들어, 블렌더(blender), 푸드 프로세서(food processer), 또는 유사한 크기-감소 장치에서), 압축 (예를 들어, 이동식 죠우(moving jaw), 롤(roll), 선회식 콘(gyratory cone), 또는 유사한 압축 장치에 의해), 충격 (예를 들어, 해머(hammer), 재료의 고속 분사(high-speed jet), 롤러(roller), 또는 유사한 충격 장치), 분무 건조, 등을 포함할 수 있다. 크기-감소 단계는 임의의 적합한 길이의 시간 (예를 들어, 2 분) 동안 임의의 적합한 장치 (예를 들어, 블렌더)에서 수행될 수 있다. 크기 감소 단계 동안, 진균 바이오매스의 얽힌 또는 상호연결된 응집성 균사체 네트워크의 적어도 일부가 분쇄 또는 파괴될 수 있다.
도 1에 도시된 방법(100)의 제3 단계(130)에서, 진균 바이오매스 합성 중합체 및/또는 생체고분자 용액과 함께 혼합될 수 있다. 합성 중합체는 선택된 용매 (물일 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없음)에 용해될 수 있는 임의의 합성 중합체일 수 있고; 비제한적인 예시로서, 합성 중합체는 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리실록산, 폴리포스파젠, 저밀도 및/또는 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스타이렌, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌, 열가소성 폴리우레탄, 폴리클로로트라이플루오로에틸렌, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴 산, 및/또는 다양한 브랜드 명칭으로 판매되는 임의의 하나 이상의 합성 중합체 (예를 들어, Bakelite, Kevlar, Mylar, Neoprene, Nomex, Orlon, Rilsan, Technora, Teflon, Twaron, Ultem, Vectran, Viton, Zylon, 등)일 수 있다. 생체고분자는 동물, 식물, 또는 진균에 의해 천연 생성된 임의의 중합체 분자일 수 있으며, 비제한적인 예시로서, 셀룰로스, 키틴, 키토산, 콜라겐, 피브로인, 히알루론산, 케라틴, 알기네이트, 전분, 및 이들의 조합물을 포함한다. 실시양태에서, 용액 (또는 바이오매트가 동일한 단계 또는 선행 단계 또는 후속 단계에서 조합되는 또 다른 용액)은 또한 추가 성분, 예컨대 비제한적인 예시로서, 가소제 (예를 들어, 글리세롤 및 이의 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 시트르산, 올레산, 올레산 폴리올 (예를 들어, 만니톨, 소르비톨) 및 이의 에스테르, 에폭시화 트라이글리세라이드 식물성 오일 (예를 들어, 대두유로부터), 캐스터 오일, 펜타에리트리톨, 지방산 에스테르, 카복실산 에스테르계 가소제, 트라이멜리테이트, 아디페이트, 세바케이트, 말레이트, 생물학적 가소제, 및 이들의 조합물 및 혼합물 등) 및/또는 가교제 (예를 들어, 동종이작용성(homobifunctional) 가교제, 이종이작용성(heterobifunctional) 가교제, 광활성 가교제, 시트르산, 탄닌산, 수베르산, 아디프산, 석신산, 추출된 식물성 탄닌, 글리옥살, 및 이들의 조합물)을 포함할 수 있다. 크기-감소 단계 (존재하는 경우) 및 혼합 단계는 동시에 또는 임의의 순서로 순차적으로 수행될 수 있음이 명백하게 이해되어야 한다.
도 1에 도시된 방법(100)의 제4 단계(140)에서, 바이오매스/용액 혼합물은 일반적으로 고온 (비제한적인 예시로서, 약 90℃ 내지 약 100℃)에서 교반된다. 교반 이후, 바이오매스/용액 혼합물은 선택적으로 염료와 추가적으로 혼합되어 진균 직물 재료에 원하는 색상을 제공할 수 있다. 일부 실시양태에서, 염료는 공정 초기에 첨가될 수 있다.
도 1에 도시된 방법(100)의 제5 단계(150)에서, 바이오매트/용액 혼합물은 선택적으로 원하는 형상으로 캐스팅된 후 경화된다. 경화 단계는 건조 또는 화학 반응의 개시를 포함할 수 있으며, 용액 중 용매를 제거할 수 있다.
도 1에 도시된 방법(100)의 제6 단계(160)에서, 경화된 재료는 열압착되어 원하는 진균 직물 재료를 형성한다. 실시양태에서, 진균 직물 재료는 가죽과 같은 종래의 직물 재료의 물리적, 기계적, 및/또는 미적 특성을 모방하거나 이와 매우 유사한 적어도 하나의 물리적, 기계적, 및/또는 미적 특성을 가질 수 있다.
본 발명의 방법의 실시양태는 진균 바이오매스가 크기-감소 단계 (예를 들어, 도 1에 도시된 제2 단계(120))를 생략할 수 있다. 이러한 일부 실시양태에서, 바이오매스 (예를 들어, '050 출원, '626 출원, 및/또는 '421 출원에 기재된 방법에 따라 생성된 바이오매트)는 이전에 크기 감소되었을 수 있거나, 또는 감소되지 않았을 수도 있다. 다른 구체예에서, 사용되는 바이오매스는 크기 감소를 필요로 하지 않는 바이오매스, 예컨대 기술 분야 내 공지되고 기재된 침지 발효 방법에 의해 생성된 진균 페이스트일 수 있다.
이제 도 2을 참조하여, 진균 직물 재료의 제조 방법(200)의 또 다른 실시양태가 예시된다. 도 2에 도시된 방법(200)의 제1 단계(210)에서, 진균 바이오매스는 '050 출원, '626 출원, '421 출원, 및 '474 공보에 기재된 방법을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 여러 적합한 방법에 의해 생성 및 가공된다. 바이오매스는 비등, 세정, 조사, 및/또는 압착되어 유기체를 비활성화시키고 및/또는 과량의 물 및/또는 다른 액체를 제거할 수 있다. 또한 바이오매스는 특히 일정 시간 동안 바이오매스를 저장한 후 추후 단계를 수행하여 바이오매스의 사용 가능한 "저장 수명"을 연장시키는 것이 바람직하거나 필요한 경우 동결될 수 있다.
도 2에 도시된 방법(200)의 제2 단계(220)에서, 진균 바이오매스는 해동되고 (이전에 동결된 경우); 임의의 적합한 방법, 비제한적인 예시로서 블렌더, 푸드 프로세서, 밀(mill), 초음파 분쇄기 또는 유사한 크기-감소 장치에 의한 가공을 포함하는 방법에 의해 크기 감소되고; 물 및 선택적으로, 안료와 함께 블렌딩되거나, 그렇지 않으면 균질화되어, 원하는 색상을 진균 직물 재료에 제공한다. 크기-감소 하위단계는 임의의 적합한 길이의 시간 (예를 들어, 2 분) 동안 임의의 적합한 장치 (예를 들어, 블렌더)에서 수행될 수 있다. 블렌드/균질화 하위단계는 점성의, 실질적으로 균질한 진균 페이스트를 생성한다. 크기-감소 하위단계 및 블렌딩/균질화 하위단계는 동시에, 동일한 용기에서 순차적으로, 또는 상이한 용기에서 순차적으로 수행될 수 있으며; 비제한적인 예시로서, 물 및 선택적으로 안료는 크기-감소 하위단계 전에 진균 바이오매스와 함께 블렌더에 첨가될 수 있고, 이러한 성분은 블렌더에서 동시에 블렌딩될 수 있어, 크기-감소 하위단계 및 블렌딩/균질화 하위단계를 동일한 용기에서 동시에 수행할 수 있음이 명백하게 이해되어야 한다. 일부 실시양태에서, 크기 감소된 진균 바이오매스 단계는, 예를 들어, 진균의 세포 구조를 분쇄함으로써 진균 바이오매스를 또한 비활성화시킬 수 있다.
도 2에 도시된 방법(200)의 선택적인 제3 단계(230)에서, 점성의, 실질적으로 균질한 페이스트는 임의의 적합한 방법에 의해 탈기되며, 이러한 방법으로는 비제한적인 예시로서 교반 및 진공 처리 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 진균 재료의 탈기 단계는 사용자에게 보다 미적으로 만족스러운 및/또는 복제된 재료 (예를 들어, 천연 가죽)에 더욱 유사한 질감 또는 "느낌"을 포함하지만 이에 제한되지 않는 개선된 품질을 완성된 진균 직물 제품에 제공할 수 있다. 일부 실시양태에서, 탈기 단계는 생략될 수 있으며; 특히, 일부 실시양태에서, 적어도 일부 기포 또는 포켓이 진균 페이스트에 남아있도록 하는 것이 바람직할 수 있는데, 이것이 완성된 진균 직물 재료에 바람직한 특정 열 또는 단열 특성을 부여할 수 있기 때문이다.
도 2에 도시된 방법(200)의 제4 단계(240)에서, 진균 페이스트는 선택된 용매에서 중합체의 용액과 함께 혼합된다. 용매는 물일 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 중합체는 생체고분자, 즉, 동물, 식물, 또는 진균에 의해 천연 생성된 임의의 중합체 분자일 수 있지만 반드시 그러할 필요는 없으며, 비제한적인 예시로서, 셀룰로스, 키틴, 키토산, 콜라겐, 피브로인, 히알루론산, 케라틴, 알기네이트, 전분, 및 이들의 조합물을 포함한다. 실시양태에서, 용액 (또는 바이오매트가 동일한 단계 또는 선행 단계 또는 후속 단계에서 조합되는 또 다른 용액)은, 생체고분자 이외에 또는 이의 대안으로, 용매에 용해될 수 있는 합성 중합체 (예를 들어, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리실록산, 폴리포스파젠, 저밀도 및/또는 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스타이렌, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌, 열가소성 폴리우레탄, 폴리클로로트라이플루오로에틸렌, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴 산, 및/또는 다양한 브랜드 명칭으로 판매되는 임의의 하나 이상의 합성 중합체 (예를 들어, Bakelite, Kevlar, Mylar, Neoprene, Nomex, Orlon, Rilsan, Technora, Teflon, Twaron, Ultem, Vectran, Viton, Zylon, 등)을 포함할 수 있다. 추가 실시양태에서, 용액은 하나 이상의 추가 성분, 예컨대 가소제 (예를 들어, 글리세롤 및 이의 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 시트르산, 올레산, 올레산 폴리올 (예를 들어, 만니톨, 소르비톨) 및 이의 에스테르, 에폭시화 트라이글리세라이드 식물성 오일 (예를 들어, 대두유로부터), 캐스터 오일, 펜타에리트리톨, 지방산 에스테르, 카복실산 에스테르계 가소제, 트라이멜리테이트, 아디페이트, 세바케이트, 말레이트, 생물학적 가소제, 및 이들의 조합물 및 혼합물 등), 가교제 (예를 들어, 동종이작용성 가교제, 이종이작용성 가교제, 광활성 가교제, 시트르산, 탄닌산, 수베르산, 아디프산, 석신산, 추출된 식물성 탄닌, 글리옥살, 및 이들의 조합물), 가용화제 (예를 들어, 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 등), 및/또는 pH 조절제 (예를 들어, 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 등)을 포함할 수 있다.
용액은 용기에서 중합체 및 용매, 및 선택적으로 하나 이상의 추가 성분을 조합하고, 조합물을 교반하면서 가열하여 제조될 수 있다. 용액이 가용화제 및/또는 pH 조절제를 포함하는 실시양태에서, 상기 중 하나 또는 둘 모두는 다른 성분을 가열 및 교반한 이후 용액에 첨가될 수 있다. 바람직하게, 중합체 (생체고분자, 합성 중합체, 또는 이들의 조합물)가 용매에 완전히 용해된 이후, 용액은 선택적으로 탈기된 진균 페이스트와 혼합된다. 혼합물은, 혼합물이 실질적으로 균질하다는 것을 보장하기에 충분한 시간 동안, 예를 들어, 약 30 분 내지 약 45 분 동안, 가열 (예를 들어, 약 90 ℃로 및/또는 비등할 때까지) 및/또는 교반될 수 있다.
도 2에 도시된 방법(200)의 선택적인 제5 단계(250)에서, 제4 단계에서 생성된 혼합물은 임의의 적합한 방법에 의해 탈기되며, 이러한 방법으로는 비제한적인 예시로서 교반 및 진공 처리 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 혼합물의 탈기 단계는 사용자에게 보다 미적으로 만족스러운 및/또는 복제된 재료 (예를 들어, 천연 가죽)에 더욱 유사한 질감 또는 "느낌"을 포함하지만 이에 제한되지 않는 개선된 품질을 완성된 진균 직물 제품에 제공할 수 있다. 일부 실시양태에서, 탈기 단계는 생략될 수 있으며; 특히, 일부 실시양태에서, 적어도 일부 기포 또는 포켓이 혼합물에 남아있도록 하는 것이 바람직할 수 있는데, 이것이 완성된 진균 직물 재료에 바람직한 특정 열 또는 단열 특성을 부여할 수 있기 때문이다.
도 2에 도시된 방법(200)의 제6 단계(260)에서, 진균 혼합물은, 선택적으로 원하는 형상 (예를 들어, 평평한 또는 질감이 있는 몰드)으로 캐스팅된 후 경화된다. 경화 단계는 건조 또는 화학 반응의 개시를 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있으며, 용액 중 용매를 제거할 수 있거나 또는 제거하지 않을 수 있다. 경화 단계는 대기 중에 실온에서 수행될 수 있다. 경화 단계는 경화된 재료의 원하는 질량 (예를 들어, 건조/경화 전 질량의 약 20%) 및/또는 수분 함량을 제공하기에 충분한 시간 동안 조건하에서 지속되도록 허용될 수 있다.
도 2에 도시된 방법(200)의 선택적인 제7 단계(270)에서, 경화된 재료는 열압착되어 원하는 진균 직물 재료를 형성할 수 있다. 실시양태에서, 진균 직물 재료는 가죽과 같은 종래의 직물 재료의 물리적, 기계적, 및/또는 미적 특성을 모방하거나 이와 매우 유사한 적어도 하나의 물리적, 기계적, 및/또는 미적 특성을 가질 수 있다. 열압착 온도 (예를 들어, 약 100 ℃) 및/또는 시간 (예를 들어, 약 10 분 내지 약 20 분)이 원하는 물리적, 기계적, 및/또는 미적 특성을 제공하도록 선택될 수 있다. 진균 직물 재료는 이후 직물 지지체에 적층될 수 있지만 반드시 그러할 필요는 없으며; 상기 실시양태에서, 제4 단계의 용액의 일부는 진균 직물 재료를 직물 지지체에 접착하기 위한 접착제로서 사용될 수 있지만 반드시 그러할 필요는 없다.
일반적으로, 도 1 및 2에 도시왼 방법은 진균 필라멘트(fungal filament)의 네트워크가 중합체 (예를 들어, 키토산) 및 가교제 (예를 들어, 시트르산)의 조합에 의해 함께 가교되도록 한다. 중합체 및 가교제는 에스테르화 반응 (진균 필라멘트 및/또는 중합체의 알코올 기와, 가교제 및/또는 진균 필라멘트의 카복실산 기 사이) 및/또는 아마이드화 반응 (진균 필라멘트 및/또는 중합체의 아마이드 기와, 가교제 및/또는 진균 필라멘트의 카복실산 기 사이의 반응)을 통해 결합을 형성할 수 있다. 상기 반응은, 예를 들어, 산성 조건 및/또는 가열 (예를 들어, 열압착 단계)에 의해 촉매될 수 있다. 글리세롤과 같은 가소제를 사용하면 완성된 진균 직물 재료에 유연성을 부여할 수 있다. 도 1의 방법은 온전한 및 크기 감소된 진균 바이오매스 모두와 함께 사용될 수 있다.
이제 도 3을 참조하여, 진균 직물 재료의 제조 방법(300)의 또 다른 실시양태가 예시된다. 도 3에 도시된 방법(300)의 석회화 단계(310)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 성분의 수성 혼합물 또는 용액에 첨가되어, 예를 들어, 쉐이커 테이블에서 교반된다. 수성 혼합물 또는 용액은, 수성 용매를 일반적으로 진균 바이오매스의 질량의 대략 동일한 질량으로, 및 석회화 물질, 가장 일반적으로 수산화칼슘 (즉, 소석회)를 진균 바이오매스의 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 6 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 3 중량%의 양으로 포함한다. 수성 혼합물 또는 용액은 선택적으로 가용화제 또는 계면활성제, 예컨대 폴리솔베이트를 진균 바이오매스의 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 0.2 중량%의 양으로 추가로 포함할 수 있다. 교반 단계는 약 1 분 내지 약 180 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위의 임의의 적합한 시간, 가장 일반적으로 약 90 분 동안 수행될 수 있다.
단계(310) 이전에, 진균 바이오매스는 '050 출원, '626 출원, '421 출원, 및 '474 공보에 기재된 방법을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 여러 적합한 방법에 의해 생성 및 가공되었을 수도 있으며, 비등, 세정, 조사, 및/또는 압착되어 유기체를 비활성화시키고 및/또는 과량의 물 및/또는 다른 액체를 제거할 수 있다. 또한 단계(310) 이전에 바이오매스는 특히 일정 시간 동안 바이오매스를 저장한 후 추후 단계를 수행하여 바이오매스의 사용 가능한 "저장 수명"을 연장시키는 것이 바람직하거나 필요한 경우 동결되고, 이후 해동될 수 있다.
도 3에 도시된 방법(300)의 단계(310)은 온전한 진균 바이오매스, 예를 들어, 표면 발효에 의해 생성된 응집성 진균 바이오매트에서 수행될 수 있거나, 또는 비제한적인 예시로서, 블렌더, 푸드 프로세서, 밀, 초음파 분쇄기 또는 유사한 크기-감소 장치에서 가공되는 것을 포함할 수 있는 임의의 적합한 방법에 의해 이전에 크기 감소되었을 수도 있는 진균 바이오매스에서 수행될 수 있다. 임의의 이러한 크기 감소 단계는 임의의 적합한 길이의 시간 (예를 들어, 2 분) 동안 임의의 적합한 장치 (예를 들어, 블렌드)에서 수행될 수 있다. 일부 실시양태에서, 진균 바이오매스는 크기 감소 단계 이전에 활성일 수 있으며, 예를 들어, 진균의 세포 구조를 분쇄에 으한 크기 감소의 결과로서 비활성화될 수 있다. 보다 일반적으로, 진균 바이오매스는 방법(300)의 임의의 하나 이상의 다른 단계, 예를 들어, 석회화 단계(310) (진균 바이오매스의 pH가 적어도 약 7, 또는 진균을 죽이기에 충분히 높은 또 다른 pH까지 증가) 또는 뒤따르는 임의의 다른 단계 (특히 고온에서 수행되는 경우) 동안, 이와 조합하여, 또는 이의 결과로 비활성화될 수 있음이 명백하게 이해되어야 한다.
도 3에 도시된 방법(300)의 탈석회화 단계(320)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 성분의 수성 혼합물 또는 용액에 첨가되어, 예를 들어, 쉐이커 테이블에서 교반된다. 수성 혼합물 또는 용액은 수성 용매를 일반적으로 출발 (즉, 단계(310) 이전) 진균 바이오매스의 질량의 대략 절반의 질량으로, 및 탈석회화 물질, 가장 일반적으로는 황산암모늄을, 출발 (즉, 단계(310) 이전) 진균 바이오매스의 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 6 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 3 중량%의 양으로 포함한다. 수성 혼합물 또는 용액은 선택적으로 가용화제 또는 계면활성제, 예컨대 폴리솔베이트를 출발 (즉, 단계(310) 이전) 진균 바이오매스의 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 0.2 중량%의 양으로 추가로 포함할 수 있다. 교반 단계는 약 1 분 내지 약 180 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위의 임의의 적합한 시간, 가장 일반적으로 약 90 분 동안 수행될 수 있다.
도 3에 도시된 방법(300)의 침산 단계(330)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 수성 용매에서 중합체 용액과 혼합된다. 중합체는 생체고분자, 즉, 동물, 식물, 또는 진균에 의해 천연 생성된 임의의 중합체 분자일 수 있지만 반드시 그러할 필요는 없으며, 비제한적인 예시로서, 셀룰로스, 키틴, 키토산, 콜라겐, 피브로인, 히알루론산, 케라틴, 알기네이트, 전분, 및 이들의 조합물을 포함한다. 실시양태에서, 용액 (또는 비활성화 진균 바이오매스가 동일한 단계 또는 선행 단계 또는 후속 단계에서 조합되는 또 다른 용액)은, 생체고분자 이외에 또는 이의 대안으로, 용매에 용해될 수 있는 합성 중합체 (예를 들어, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리실록산, 폴리포스파젠, 저밀도 및/또는 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스타이렌, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌, 열가소성 폴리우레탄, 폴리클로로트라이플루오로에틸렌, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴 산, 및/또는 다양한 브랜드 명칭으로 판매되는 임의의 하나 이상의 합성 중합체 (예를 들어, Bakelite, Kevlar, Mylar, Neoprene, Nomex, Orlon, Rilsan, Technora, Teflon, Twaron, Ultem, Vectran, Viton, Zylon, 등)을 포함할 수 있다. 추가 실시양태에서, 용액은 하나 이상의 추가 성분, 예컨대 가소제 (예를 들어, 글리세롤 및 이의 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 시트르산, 올레산, 올레산 폴리올 (예를 들어, 만니톨, 소르비톨) 및 이의 에스테르, 에폭시화 트라이글리세라이드 식물성 오일 (예를 들어, 대두유로부터), 캐스터 오일, 펜타에리트리톨, 지방산 에스테르, 카복실산 에스테르계 가소제, 트라이멜리테이트, 아디페이트, 세바케이트, 말레이트, 생물학적 가소제, 및 이들의 조합물), 가교제 (예를 들어, 동종이작용성 가교제, 이종이작용성 가교제, 광활성 가교제, 시트르산, 탄닌산, 수베르산, 아디프산, 석신산, 추출된 식물성 탄닌, 글리옥살, 및 이들의 조합물), 가용화제 (예를 들어, 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 등), 및/또는 a pH 조절제 (예를 들어, 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 등)을 포함할 수 있다. 알칼리 금속 할로겐화물 (예를 들어, 염화나트륨)은 비활성화 진균 바이오매스의 팽윤을 방지하기 위해 제공될 수 있다.
용액은 용기에서 중합체 및 용매, 및 선택적으로 하나 이상의 추가 성분을 조합하고, 선택적으로 조합물을 가열하면서 조합물을 교반하여 제조될 수 있다. 용액이 가용화제 및/또는 pH 조절제를 포함하는 실시양태에서, 상기 중 하나 또는 둘 모두는 다른 성분을 가열 및 교반한 이후 용액에 첨가될 수 있다. 바람직하게, 중합체 (생체고분자, 합성 중합체, 또는 이들의 조합물)가 용매에 완전히 용해된 이후, 용액은 선택적으로 탈기된 진균 페이스트와 혼합된다. 혼합물은, 혼합물이 실질적으로 균질하다는 것을 보장하기에 충분한 시간 동안, 예를 들어, 약 1 분 내지 약 240 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 및 가장 일반적으로 약 30 분 내지 약 45 분 또는 약 120 분 동안, 가열 (예를 들어, 약 90 ℃로 및/또는 비등할 때까지) 및/또는 교반될 수 있다.
일반적으로 방법(300)의 단계(330)에서 중합체 용액에 첨가되는 비활성화 진균 바이오매스는 일반적으로 출발 (즉, 단계(310) 이전) 진균 바이오매스의 질량과 대략 동일한 수성 용매의 질량; 및 출발 (즉, 단계(310) 이전) 진균 바이오매스에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 1 중량%의 양의 중합체를 포함한다. 다른 성분이, 단계(330) 동안 존재하는 경우, 임의의 적절한 양으로 제공될 수 있으며; 비제한적인 예시로서, 가용화제 또는 pH 조절제는 출발 (즉, 단계(310) 이전) 진균 바이오매스에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 0.5 중량% 내지 약 2.5 중량%의 양으로 제공될 수 있고, 알칼리 금속 할로겐화물은 출발 (즉, 단계(310) 이전) 진균 바이오매스에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 14 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 7 중량%의 양으로 제공될 수 있다.
도 3에 도시된 방법(300)의 유제화 단계(340)에서, 침산 단계(330)로부터의 비활성화 진균 바이오매스는 가교제 또는 유제화제(tanning agent)를 포함하는 수용액에 첨가되고, 예를 들어, 쉐이커 테이블에서 교반된다. 수용액은 수성 용매를 일반적으로 출발 (즉, 단계(310) 이전에) 진균 바이오매스 질량과 대략 동일한 질량으로, 및 가교제 또는 유제화제, 예를 들어, 시트르산 및/또는 탄닌산을 출발 (즉, 단계(310) 이전에) 진균 바이오매스의 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 12 중량%, 가장 일반적으로 약 5 중량%의 양으로 포함한다. 교반 단계는 약 1 분 내지 약 360 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위의 임의의 적합한 시간, 가장 일반적으로 약 180 분 동안 수행될 수 있다.
도 3에 도시되어 있지 않지만, 방법(300)은 선택적으로 하나 이상의 세정 단계를 포함할 수 있으며, 비활성화 진균 바이오매스는 석회화 단계(310), 탈석회화 단계(320), 침산 단계(330), 및 유제화 단계(340) 중 임의의 하나 이상의 단계 이후 과량의 수용액을 제거하기 위해 물로 세정된다. 세정 단계는 비활성화 진균 바이오매스를 함유하는 용기 (예를 들어, 쉐이크 플라스크)에서 과량의 수용액을 배출하고, 용기를 물로 다시 채우고, 용기를 교반하고, 용기에서 물을 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 방법(300)의 가소화 단계(350)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 가소제를 포함하는 수용액에 첨가되고, 예를 들어, 쉐이커 테이블에서 교반된다. 수용액은 수성 용매를 일반적으로 출발 (즉, 단계(310) 이전) 진균 바이오매스의 질량과 대략 동일한 질량으로, 및 가소제, 예를 들어, 글리세롤을 출발 (즉, 단계(310) 이전) 진균 바이오매스의 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 50 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 25 중량%의 양으로 포함한다. 교반 단계는 약 1 분 내지 약 180 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위의 임의의 적합한 시간, 가장 일반적으로 약 90 분 동안 수행될 수 있다. 일부 실시양태에서, 가소화 단계(350)는 가지 단계일 수 있으며, 즉, 가소제는 가지 오일, 예컨대 황산화 캐스터 오일, 밀랍, 코코넛 오일, 식물성 오일, 올리브 오일, 아마씨 오일, 올레산, 황산화 어유, 황산화 카놀라유, 대두유, 팜유, 지방산, 또는 이들의 조합물일 수 있다.
도 3에 도시된 방법(300)의 건조 단계(360)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 크기 감소된 진균 바이오매스로부터 생성된 경우 선택적으로 원하는 형상 (예를 들어, 평평한 또는 질감이 있는 몰드)로 캐스팅된 후 건조된다. 건조 단계는 화학 반응의 개시를 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있지만, 일반적으로 적어도 대부분의 임의의 잔류 물, 용매, 및 다른 액체가 비활성화 진균 바이오매스로부터 유도된다. 건조는 수동식 (즉, 송풍기(blower), 팬(fan) 등을 사용하지 않고 실온에서) 또는 능동식 (즉, 가열 하에 및/또는 강제 순환 공기(forced air), 건식 밀링(dry milling), 등)일 수 있으며; 건조가 능동식일 경우, 온도는 실온보다 높은 원하는 온도, 가장 일반적으로 약 80 ℉로 상승될 수 있으며, 및/또는 임의의 적합한 공기 강제 순환 수단 (예를 들어, 송풍기, 팬, 강제 공기 순환 탈수기, 등)이 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 진균 재료의 적어도 일부는 클램핑(clamped)되거나 그렇지 않으면 수축을 감소시키기 위해 압착될 수 있다. 경화 단계는 경화된 재료의 원하는 질량 (예를 들어, 건조/경화 전 질량의 약 20%) 및/또는 수분 함량을 제공하기에 충분한 시간 동안 조건하에서 지속되도록 허용될 수 있으며, 이러한 시간은 실시양태에서 약 1 분 내지 약 2 일 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 1 일일 수 있다.
도 3에 도시된 방법(300)의 열압착 단계(370)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 열압착되어 원하는 진균 직물 재료를 형성한다. 실시양태에서, 진균 직물 재료는 가죽과 같은 종래의 직물 재료의 물리적, 기계적, 및/또는 미적 특성을 모방하거나 이와 매우 유사한 적어도 하나의 물리적, 기계적, 및/또는 미적 특성을 가질 수 있으며; 특히, 열압착 단계는 가죽과 같은 질감을 진균 직물 재료에 부여하도록 구성될 수 있다. 열압착 온도 (예를 들어, 약 100 ℃) 및/또는 시간 (예를 들어, 약 1 분 내지 약 20 분, 가장 일반적으로 약 10 분)는 원하는 물리적, 기계적, 및/또는 미적 특성을 제공하도록 선택될 수 있다. 진균 직물 재료는 이후 비-진균 직물 지지체에 적층될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
이제 도 4를 참조하여, 진균 직물 재료의 제조 방법(400)의 또 다른 실시양태가 예시된다. 비활성화 단계(405)에서, 진균 바이오매스는 진균의 활성 성장 및 대사를 방지하기 위해 비활성화된다. 이러한 비활성화는 일반적으로 진균 바이오매스가 완전히 잠기거나 둘러싸이기 충분한 부피의 물에서 진균 바이오매스를 비등시켜 수행될 수 있으며; 상기 비등은 일반적으로 약 1 분 내지 약 60 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 30 분의 기간 동안 수행된다. 물론, 비활성화 단계(405)는 또한 비등 여부와 관계없이 임의의 다른 적합한 수단, 예컨대 조사, 동결, 크기-감소, 또는 상기 수단의 조합에 의해 수행될 수 있다.
단계(405) 이전에, 진균 바이오매스는 '050 출원, '626 출원, '421 출원, 및 '474 공보에 기재된 방법을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 여러 적합한 방법에 의해 생성 및 가공되었을 수도 있다. 또한 단계(405) 이전에 바이오매스는 특히 일정 시간 동안 바이오매스를 저장한 후 추후 단계를 수행하여 바이오매스의 사용 가능한 "저장 수명"을 연장시키는 것이 바람직하거나 필요한 경우 동결되고, 이후 해동될 수 있다.
도 4에 도시된 방법(400)의 단계(405)는 온전한 진균 바이오매스, 예를 들어, 표면 발효에 의해 생성된 응집성 진균 바이오매트에서 수행될 수 있거나, 또는 비제한적인 예시로서, 블렌더, 푸드 프로세서, 밀, 초음파 분쇄기 또는 유사한 크기-감소 장치에서 가공되는 것을 포함할 수 있는 임의의 적합한 방법에 의해 이전에 크기 감소되었을 수도 있는 진균 바이오매스에서 수행될 수 있다. 임의의 이러한 크기 감소 단계는 임의의 적합한 길이의 시간 (예를 들어, 2 분) 동안 임의의 적합한 장치 (예를 들어, 블렌드)에서 수행될 수 있다. 일부 실시양태에서, 진균 바이오매스는 크기 감소 단계 이전에 활성일 수 있으며, 예를 들어, 진균의 세포 구조를 분쇄에 으한 크기 감소의 결과로서 비활성화될 수 있다.
단계(405)는 일반적으로 또한 수성 용매에서 비활성화 진균 바이오매스를 용해, 혼합 또는 현탁시키는 단계를 포함하며, 또한 가용화제 또는 계면활성제, 예를 들어, 폴리솔베이트를 비활성화 진균 바이오매스에 첨가하는 단계 및 가용화제 또는 계면활성제를 예를 들어 교반에 의해 비활성화 진균 바이오매스와 조합하는 단계를 포함할 수 있다. 수성 용매의 질량은 일반적으로 비활성화 진균 바이오매스 질량의 약 절반 내지 약 6 배일 수 있으며, 가장 일반적으로 약 3배일 수 있다. 가용화제 또는 계면활성제는 진균 바이오매스의 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 0.2 중량%의 양으로 제공될 수 있다. 비활성화 진균 바이오매스를 수성 용매, 및 선택적으로 가용화제 또는 계면활성제와 조합하는 교반 또는 다른 기계적 조작은, 약 1 분 내지 약 60 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 30 분의 기간 동안 수행될 수 있다.
도 4에 도시된 방법(400)의 석회화 단계(415)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 성분의 수성 혼합물 또는 용액에 첨가되어, 예를 들어, 쉐이커 테이블에서 교반된다. 수성 혼합물 또는 용액은, 수성 용매를 일반적으로 진균 바이오매스의 질량과 대략 동일한 질량으로, 및 석회화 물질, 가장 일반적으로 수산화칼슘 (즉, 소석회)를 진균 바이오매스의 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 3 중량%의 양으로 포함한다. 수성 혼합물 또는 용액은 선택적으로 가용화제 또는 계면활성제, 예컨대 폴리솔베이트를 진균 바이오매스의 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 0.2 중량%의 양으로 추가로 포함할 수 있다. 교반 단계는 약 1 분 내지 약 300 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위의 임의의 적합한 시간, 가장 일반적으로 약 150 분 동안 수행될 수 있다.
도 4에 도시된 방법(400)의 탈석회화 단계(425)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 성분의 수성 혼합물 또는 용액에 첨가되어, 예를 들어, 쉐이커 테이블에서 교반된다. 수성 혼합물 또는 용액은 수성 용매를 일반적으로 출발 (즉, 단계(405) 이전) 진균 바이오매스의 질량의 대략 절반의 질량으로, 및 탈석회화 물질, 가장 일반적으로는 황산암모늄 또는 염화암모늄을, 출발 (즉, 단계(405) 이전) 진균 바이오매스의 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 3 중량%의 양으로 포함한다. 수성 혼합물 또는 용액은 선택적으로 가용화제 또는 계면활성제, 예컨대 폴리솔베이트를 출발 (즉, 단계(405) 이전) 진균 바이오매스의 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 0.4 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 0.2 중량%의 양으로 추가로 포함할 수 있다. 교반 단계는 약 1 분 내지 약 150 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위의 임의의 적합한 시간, 가장 일반적으로 약 75 분 동안 수행될 수 있다.
도 4에 도시된 방법(400)의 침산 단계(435)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 산, 가장 일반적으로 염산, 또는 다른 pH 조절제와 혼합된다. 충분한 pH 조절제가 약 4.0 이하의 표적 pH, 일반적으로 약 0.5 내지 약 3.5, 더욱 일반적으로 약 1.0 내지 약 3.0, 더욱 더 일반적으로 약 1.5 내지 약 2.5, 및 가장 일반적으로 약 2.0의 pH를 달성하기 위해 첨가된다. 일반적으로 이러한 표적 pH가 산 또는 액체 용액의 미리 선택된 질량 또는 부피를 첨가함으로써 달성될 수 있도록 하는, 산의 몰 농도 및/또는 몰랄 농도, 또는 수성 용매 중의 pH 조절제의 농도를 선택하는 것이 바람직하다. pH 조절제의 산 또는 수용액은 진균 바이오매스의 팽윤을 방지하기 위해 알칼리 금속 할로겐화물, 예를 들어, 염화나트륨를 추가로 포함할 수 있고; 알칼리 금속 할로겐화물은 출발 (즉, 단계(405) 이전) 진균 바이오매스에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 14 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 7 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 비활성화 진균 바이오매스는 산 및/또는 pH 조절제, 및 선택적으로 알칼리 금속 할로겐화물과 함께, 약 1 분 내지 약 180 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 90 분의 기간 동안 교반될 수 있다.
도 4에 도시된 방법(400)의 유제화 단계(445)에서, 제1 가교제 또는 유제화제가 비활성화 진균 바이오매스에 첨가되고, 조합물은, 예를 들어, 드럼에서 또는 쉐이커 테이블에서 교반된다. 가교제 또는 유제화제는 실시양태에서 알데하이드, 알루미늄 염, 크롬 염, 또는 티탄 염을 포함할 수 있으며, 일반적으로 알루미늄 실리케이트를 포함할 수 있다. 가교제 또는 유제화제는 일반적으로 출발 (즉, 단계(405) 이전) 진균 바이오매스의 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 15 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 1.5 중량% 내지 약 7.5 중량%의 양으로 제공될 수 있다. 교반 단계는 약 1 분 내지 약 180 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위의 임의의 적합한 시간, 가장 일반적으로 약 30 분 내지 약 150 분 동안 수행될 수 있다. 교반 단계 동안, 표적 pH를 달성 및/또는 유지하기 위해 염기 또는 다른 pH 조절제, 예를 들어, 수산화나트륨이 일반적으로 1 번 또는 여러 번 첨가될 수 있으며, 이러한 pH는 실시양태에서 일반적으로 약 2.0 내지 약 6.0, 일반적으로 약 2.5 내지 약 5.5, 더욱 일반적으로 약 3.0 내지 약 5.0, 더욱 더 일반적으로 약 3.5 내지 약 4.5, 및 가장 일반적으로 약 4.0이다.
도 4에 도시되어 있지 않지만, 방법(400)은 선택적으로 하나 이상의 세정 단계를 포함할 수 있으며, 비활성화 진균 바이오매스는 석회화 단계(415), 탈석회화 단계(425), 및 유제화 단계(445) 중 임의의 하나 이상의 단계 이후 과량의 수용액을 제거하기 위해 물로 세정된다. 세정 단계는 비활성화 진균 바이오매스를 함유하는 용기 (예를 들어, 쉐이크 플라스크)에서 과량의 수용액을 배출하고, 용기를 물로 다시 채우고, 용기를 교반하고, 용기에서 물을 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 방법(400)의 재유제화 단계(455)에서, 제2 가교제 또는 유제화제가 비활성화 진균 바이오매스에 첨가되고, 조합물은, 예를 들어, 드럼에서 또는 쉐이커 테이블에서 교반된다. 제2 가교제 또는 유제화제는 실시양태에서, 예를 들어, 시트르산을 포함할 수 있으며, 출발 (즉, 단계(410) 이전) 진균 바이오매스의 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 6 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 3 중량%의 양으로 제공될 수 있다. 교반 단계는 약 1 분 내지 약 480 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위의 임의의 적합한 시간, 가장 일반적으로 약 60 분 동안 수행될 수 있다.
재유제화 단계(455)는 추가적인 물질 또는 특성을 비활성화 진균 바이오매스, 및 이에 따라 완성된 진균 직물 재료에 부여하기 위해 추가적인 하위 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 제1의 비제한적인 예시로서, 비활성화 진균 바이오매스는 본 명세서에 개시된 임의의 중합체의 수용액과 혼합되고, 예를 들어, 드럼에서 또는 쉐이커 테이블에서 교반될 수 있다. 중합체는 출발 (즉, 단계(410) 이전) 진균 바이오매스의 중량에 대해 약 0.01 중량% 내지 약 30 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 제공될 수 있다. 교반 단계는 임의의 적합한 시간 약 1 분 내지 약 480 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 가장 일반적으로 약 60 분 동안 수행될 수 있다. 제2의 비제한적인 예시로서, 염료, 예컨대 음이온성 염료가 비활성화 진균 바이오매스에 첨가될 수 있으며, 조합물은 예를 들어 드럼에서 또는 쉐이커 테이블에서, 비활성화 진균 바이오매스에 원하는 색상을 부여하기에 충분한 시간 (일반적으로 약 1 분 내지 약 240 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 및 가장 일반적으로 약 120 분) 동안 교반될 수 있다. 선택적인 성분 (예를 들어, 중합체, 염료, 등)의 첨가 단계는 제2 가교제 또는 유제화제의 첨가 이전, 이후, 또는 이와 동시에 수행될 수 있다.
재유제화 단계(455)에 걸쳐, 표적 pH를 유지하기 위해 산, 염기, 및/또는 다른 pH 조절제가 첨가될 수 있다. 제1의 비제한적인 예시로서, 일부 실시양태에서, 재유제화 단계(455)는 초기 pH를 약 2.0 내지 약 6.0 (더욱 일반적으로 약 2.5 내지 약 5.5, 더욱 일반적으로 약 3.0 내지 약 5.0, 더욱 일반적으로 약 3.5 내지 약 4.5, 및 가장 일반적으로 약 4.0)에서 시작하고, 교반하는 동안 염기 또는 다른 pH 증가제를 하나 이상의 분취량으로 첨가하여, pH를 약 3.5 내지 약 7.5 (더욱 일반적으로 약 4.0 내지 약 7.0, 더욱 일반적으로 약 4.5 내지 약 6.5, 더욱 일반적으로 약 5.0 내지 약 6.0, 및 가장 일반적으로 약 5.5)로 점진적으로 증가시키는 것이 바람직할 수 있다. 제2의 비제한적인 예시로서, 재유제화 단계(455)가 중합체의 첨가를 포함하는, 일부 실시양태에서, 비활성화 진균 바이오매스를 중합체와 함께 교반하는 동안 pH를 약 3.5 내지 약 7.5 (더욱 일반적으로 약 4.0 내지 약 7.0, 더욱 일반적으로 약 4.5 내지 약 6.5, 더욱 일반적으로 약 5.0 내지 약 6.0, 및 가장 일반적으로 약 5.5)로 유지하는 것이 바람직할 수 있다.
중합체는 생체고분자, 즉, 동물, 식물, 또는 진균에 의해 천연 생성된 임의의 중합체 분자일 수 있지만 반드시 그러할 필요는 없으며, 비제한적인 예시로서, 셀룰로스, 키틴, 키토산, 콜라겐, 피브로인, 히알루론산, 케라틴, 알기네이트, 전분, 및 이들의 조합물을 포함한다. 실시양태에서, 용액 (또는 비활성화 진균 바이오매스가 동일한 단계 또는 선행 단계 또는 후속 단계에서 조합되는 또 다른 용액)은, 생체고분자 이외에 또는 이의 대안으로, 용매에 용해될 수 있는 합성 중합체 (예를 들어, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리실록산, 폴리포스파젠, 저밀도 및/또는 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스타이렌, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌, 열가소성 폴리우레탄, 폴리클로로트라이플루오로에틸렌, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴 산, 및/또는 다양한 브랜드 명칭으로 판매되는 임의의 하나 이상의 합성 중합체 (예를 들어, Bakelite, Kevlar, Mylar, Neoprene, Nomex, Orlon, Rilsan, Technora, Teflon, Twaron, Ultem, Vectran, Viton, Zylon, 등)을 포함할 수 있다. 추가 실시양태에서, 용액은 하나 이상의 추가 성분, 예컨대 가소제 (예를 들어, 글리세롤 및 이의 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 시트르산, 올레산, 올레산 폴리올 (예를 들어, 만니톨, 소르비톨) 및 이의 에스테르, 에폭시화 트라이글리세라이드 식물성 오일 (예를 들어, 대두유로부터), 캐스터 오일, 펜타에리트리톨, 지방산 에스테르, 카복실산 에스테르계 가소제, 트라이멜리테이트, 아디페이트, 세바케이트, 말레이트, 생물학적 가소제, 및 이들의 조합물 및 혼합물 등), 가교제 (예를 들어, 동종이작용성 가교제, 이종이작용성 가교제, 광활성 가교제, 시트르산, 탄닌산, 수베르산, 아디프산, 석신산, 추출된 식물성 탄닌, 글리옥살, 및 이들의 조합물), 가용화제 (예를 들어, 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 등), 및/또는 pH 조절제 (예를 들어, 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 등)을 포진균 바이오매스의 팽윤을 방지하기 위해 제공될 수 있다.
용액은 용기에서 중합체 및 용매, 및 선택적으로 하나 이상의 추가 성분을 조합하고, 선택적으로 조합물을 가열하면서 조합물을 교반하여 제조될 수 있다. 용액이 가용화제 및/또는 pH 조절제를 포함하는 실시양태에서, 상기 중 하나 또는 둘 모두는 다른 성분을 가열 및 교반한 이후 용액에 첨가될 수 있다. 바람직하게, 중합체 (생체고분자, 합성 중합체, 또는 이들의 조합물)가 용매에 완전히 용해된 이후, 용액은 비활성화된 진균 바이오매스와 혼합된다. 혼합물은, 혼합물이 실질적으로 균질하다는 것을 보장하기에 충분한 시간 동안, 예를 들어, 약 1 분 내지 약 240 분, 및 가장 일반적으로 약 30 분 내지 약 45 분 또는 약 120 분 동안, 가열 (예를 들어, 약 90 ℃로 및/또는 비등할 때까지) 및/또는 교반될 수 있다.
도 4에 도시된 방법(400)의 가소화 단계(465)에서, 가소제가 비활성화 진균 바이오매스에 첨가되며 조합물은, 예를 들어, 드럼에서 또는 쉐이커 테이블에서 교반된다. 실시양태에서, 가소화 단계는 가지 단계일 수 있으며, 즉, 가소제는 가지 오일, 예컨대 황산화 캐스터 오일, 밀랍, 코코넛 오일, 식물성 오일, 올리브 오일, 아마씨 오일, 올레산, 황산화 어유, 황산화 카놀라유, 대두유, 팜유, 지방산, 또는 이들의 조합물일 수 있고, 이는 임의의 적합한 양으로 제공될 수 있다. 교반 단계는 약 1 분 내지 약 120 분 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위의 임의의 적합한 시간, 가장 일반적으로 약 60 분 동안 수행될 수 있다. 가소제는, 특히 가소제가 종래의 가죽 가지 오일인 경우 에멀전으로서 제공될 수 있으며, 일부 이러한 실시양태에서 가소화 단계(465)는 에멀전을 분할하고 배수 및 가소제의 제거를 용이하게 하도록 산, 예를 들어, 염산을 에멀전에 첨가하여 종결될 수 있다.
도 4에 도시된 방법(400)의 지지 단계(475)에서, 비-진균 직물 재료의 적어도 하나의 지지체층이 비활성화 진균 바이오매스에 도포되고 비활성화 진균 바이오매스에 부착된다. 비-진균 직물 재료는, 실시양태에서, 아크릴 직물, 알파카 직물, 앙고라 직물, 캐시미어 직물, 코이어 직물, 면 직물, 철사 직물, 대마 직물, 황마 직물, 케블러 직물, 리넨 직물, 마이크로화이버 직물, 모헤어 직물, 나일론 직물, 올레핀 직물, 파시미나 직물, 폴리에스테르 직물, 피냐 직물, 모시 직물, 레이온 직물, 바다 실크 직물, 실크 직물, 사이잘 직물, 스판덱스 직물, 스파이더 실크 직물, 및 울 직물 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 접착제는 직물에 사용되는 임의의 적합한 적층 접착제, 예를 들어, 폴리비닐 아세테이트일 수 있으며, 일부 실시양태에서 임의의 적합한 양의 가교제 또는 가소제, 예를 들어, 시트르산을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 방법(400)의 열압착 단계(485)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 비-진균 직물 지지체와 함께 열압착된다. 실시양태에서, 진균 직물 재료는 가죽과 같은 종래의 직물 재료의 물리적, 기계적, 및/또는 미적 특성을 모방하거나 이와 매우 유사한 적어도 하나의 물리적, 기계적, 및/또는 미적 특성을 가질 수 있으며; 특히, 열압착 단계는 가죽과 같은 질감을 진균 직물 재료에 부여하도록 구성될 수 있다. 열압착 온도 (예를 들어, 약 100 ℃) 및/또는 시간 (예를 들어, 약 1 분 내지 약 20 분, 가장 일반적으로 약 10 분)는 원하는 물리적, 기계적, 및/또는 미적 특성을 제공하도록 선택될 수 있다.
도 4에 도시된 방법(400)의 건조 단계(495)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 선택적으로 원하는 형상 (예를 들어, 평평한 또는 질감이 있는 몰드)로 캐스팅된 후 건조되어, 진균 직물 재료를 형성한다. 건조 단계는 화학 반응의 개시를 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있지만, 일반적으로 적어도 대부분의 임의의 잔류 물, 용매, 및 다른 액체가 비활성화 진균 바이오매스로부터 유도된다. 건조는 수동식 (즉, 송풍기, 팬 등을 사용하지 않고 실온에서) 또는 능동식 (즉, 가열 하에 및/또는 강제 순환 공기)일 수 있으며; 건조가 능동식일 경우, 온도는 실온보다 높은 원하는 온도, 가장 일반적으로 약 80 ℉로 상승될 수 있으며, 및/또는 임의의 적합한 공기 강제 순환 수단 (예를 들어, 송풍기, 팬, 강제 공기 순환 탈수기, 등)이 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 진균 재료의 적어도 일부는 클램핑되거나 그렇지 않으면 수축을 감소시키기 위해 압착될 수 있다. 경화 단계는 경화된 재료의 원하는 질량 (예를 들어, 건조/경화 전 질량의 약 18%) 및/또는 수분 함량을 제공하기에 충분한 시간 동안 조건하에서 지속되도록 허용될 수 있으며, 이러한 시간은 실시양태에서 약 1 분 내지 약 2 일, 가장 일반적으로 약 1 일일 수 있다.
도 4에 도시되어 있지 않지만, 방법(400)은 추가적인 후처리 또는 최종 처리 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 하나 이상의 종래 가죽 피니싱 왁스 또는 오일 (예를 들어, 카르나우바 왁스, 칸데릴라 왁스) 또는 나이트로셀룰로스이 임의의 적합한 양으로 임의의 적합한 시간 동안, 진균 직물 재료에 첨가될 수 있다.
이제 도 5를 참조하여, 진균 직물 재료의 제조 방법(500)의 또 다른 실시양태가 예시된다. 도 5에 도시된 방법(500)의 비활성화 단계(510)에서, 진균 바이오매스는 예를 들어 도 4에 도시된 방법(400)의 비활성화 단계(405)와 관련하여 본 명세서에 기재된 바와 같이 비활성화된다. 도 5에 도시된 방법(500)의 석회화 단계(520)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 예를 들어 도 3에 도시된 방법(300)의 석회화 단계(310) 및/또는 도 4에 도시된 방법(400)의 석회화 단계(415)와 관련하여 본 명세서에 기재된 바와 같이 석회화된다. 도 5에 도시된 방법(500)의 탈석회화 단계(530)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 예를 들어 도 3에 도시된 방법(300)의 탈석회화 단계(320) 및/또는 도 4에 도시된 방법(400)의 탈석회화 단계(425)와 관련하여 본 명세서에 기재된 바와 같이 탈석회화된다.
도 5에 도시된 방법(500)의 침산 단계(540)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 예를 들어 도 3에 도시된 방법(300)의 침산 단계(330) 및/또는 도 4에 도시된 방법(400)의 침산 단계(435)와 관련하여 본 명세서에 기재된 바와 같이 침산된다. 그러나, 다른 실시양태의 침산 단계와 비교하여 도 5에 도시된 방법(500)의 침산 단계(540)의 한 가지 차이점은 적어도 2회 분취량의 가교제, 예를 들어, 탄닌산을 비활성화 진균 바이오매스 및 중합체 용액의 조합물에 첨가하거나, 또는 그 반대로 첨가하여, 이로 인해 비활성화 진균 바이오매스가 제1 분취량의 가교제와 접촉하기 이전에, 또는 제1 분취량의 가교제와 접촉함과 동시에, 또는 제1 분취량의 가교제와 접촉한 이후지만 제2 분취량의 가교제와 접촉하기 이전에, 또는 제2 분취량의 가교제와 접촉함과 동시에, 또는 제2 분취량의 가교제와 접촉한 이후에, 중합체 용액과 접촉될 수 있다는 점에 있다. 이러한 방식으로, 도 5의 방법(500)은, 침산, 유제화, 및 재유제화 단계, 예를 들어, 방법(300)의 단계(330) 및 단계(340) 및/또는 방법(400)의 단계(435), 단계(445), 및 단계(455)를, 침산, 유제화, 및 재유제화 하위 단계를 포함하는 단일 단계로 어느 정도는 결합시킬 수 있다.
도 5에 도시된 방법(500)의 중화 단계(550)에서, 비활성화 진균 바이오매스의 pH는 비활성화 진균 바이오매스를 pH 중화제와 접촉시켜 중화되며, 이는 대부분의 실시양태에서 염기성 pH 중화제, 예를 들어, 중탄산나트륨이지만, 일부 실시양태에서 산성 pH 중화제일 수도 있다. pH 중화제는 수용액의 일부로서 제공될 수 있으며, 약 pH 7을 제공하기에 적합한 양으로 제공될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 다른 단계에서와 같이, 중화 단계(550)는 예를 들어 쉐이커 플라스크에서 교반과 함께 수행될 수 있다.
도 5에 도시된 방법(500)의 가소화 단계(560)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 예를 들어 도 3에 도시된 방법(300)의 가소화 단계(350) 및/또는 도 4에 도시된 방법(400)의 가소화 단계(465)와 관련하여 본 명세서에 기재된 바와 같이 가소화된다. 도 5에 도시된 방법(500)의 열압착 단계(570)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 예를 들어 도 3에 도시된 방법(300)의 열압착 단계(370) 및/또는 도 4에 도시된 방법(400)의 열압착 단계(485)와 관련하여 본 명세서에 기재된 바와 같이 열압착된다.
이제 도 6을 참조하여, 진균 직물 재료의 제조 방법(600)의 또 다른 실시양태가 예시된다. 도 6에 도시된 방법(600)의 비활성화 단계(610)에서, 진균 바이오매스는 예를 들어 도 4에 도시된 방법(400)의 비활성화 단계(405)와 관련하여 본 명세서에 기재된 바와 같이 비활성화된다. 이와는 별개로, 도 6에 도시된 방법(600)의 중합체 용액 제조 단계(615)에서, 중합체 용액은 예를 들어 도 3에 도시된 방법(300)의 침산 단계(330)와 관련하여 본 명세서에 기재된 바와 같이 제조된다. 도 6에 도시된 방법(600)의 조합 단계(620)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 예를 들어 도 3에 도시된 방법(300)의 침산 단계(330) 및/또는 도 4에 도시된 방법(400)의 침산 단계(435)와 관련하여 본 명세서에 기재된 바와 같이 중합체 용액과 조합된다. 도 6에 도시된 방법(600)의 초기 건조 단계(630)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 예를 들어 도 3에 도시된 방법(300)의 건조 단계(360) 및/또는 도 4에 도시된 방법(400)의 건조 단계(495)와 관련하여 본 명세서에 기재된 바와 같이 건조된다. 도 6에 도시된 방법(600)의 적층 단계(640)에서, 비활성화 진균 바이오매스는 임의의 적합한 방법에 의해 하나 이상의 다른 비활성화 진균 바이오매스 및/또는 비-진균 직물 재료의 층과 함께 적층되어, 복합 진균 시트를 형성한다. 도 6에 도시된 방법(600)의 열압착 단계(650)에서, 복합 진균 시트는 예를 들어 도 3에 도시된 방법(300)의 열압착 단계(370) 및/또는 도 4에 도시된 방법(400)의 열압착 단계(485)와 관련하여 본 명세서에 기재된 바와 같이 열압착된다. 도 6에 도시된 방법(600)의 마감 단계(660)에서, 하나 이상의 종래의 가죽 피니싱 왁스는 또는 오일 (예를 들어, 카르나우바 왁스, 칸데릴라 왁스) 또는 나이트로셀룰로스가 임의의 적합한 양으로 임의의 적합한 시간 동안 복합 진균 시트에 첨가될 수 있다. 도 6에 도시된 방법(600)의 최종 건조 단계(670)에서, 복합 진균 시트는 예를 들어 도 3에 도시된 방법(300)의 건조 단계(360) 및/또는 건조 단계(495)와 관련하여 본 명세서에 기재된 바와 같이 건조되어, 진균 직물 재료를 형성한다.
일반적으로, 도 3-5에 도시된 방법은 일련의 화학적 세척을 활용하며, 이는 교반과 함께 수행되어 진균 구조로 화학 종의 확산을 증가시키고 완성된 진균 직물 재료의 느낌을 부드럽게 한다. 상기 방법의 석회화 단계는 진균 구조의 매트릭스를 팽윤시키고 특정 진균 단백질을 절단하여, 진균으로 화학 종을 더욱 잘 확산시키고 후속 공정 단계에서 반응을 위한 화학적 활성 부위를 노출시킨다. 식물성 탄닌은 큰 수소 결합 네트워크를 형성하고 이에 따라 진균 구조를 가교시켜, 천연 가죽의 강도, 색상, 냄새, 및/또는 화학적 안정성 특성을 제공하는데 효과적일 수 있다. 도 1 및 2에 도시된 방법에서와 같이, 강화 중합체 (예를 들어, 키토산) 및 또 다른 비-탄닌 가교제 (예를 들어, 시트르산)이 사용될 수 있으며; 도 1 및 2와 관련하여 상기 기재된 효과를 가질 뿐만 아니라, 강화 중합체 및 비-탄닌 가교제는 탄닌 가교제와 복합체를 형성할 수 있다. 마찬가지로, 가소제 (예를 들어, 글리세롤)이 또한 방법에 포함될 수 있다.
본 발명의 진균 직물 재료을 형성하기 위해 임의의 하나 이상의 사상균이 적절하게 사용될 수 있음이 명백하게 이해되어야 하며, 이러한 사상균으로는 다음을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다: 자낭균문(Ascomycota) 및 담자균문(Basidiomycota)으로 구성되는 군으로부터 선택된 문(phylum)에 속하는 하나 이상의 사상균; 우스틸라기날레스(Ustilaginales), 루수랄레스(Russulales), 아가리칼레스(Agaricales), 페지잘레스(Pezizales), 및 하이포크레알레스(Hypocreales)로 구성되는 군으로부터 선택된 목에 속하는 하나 이상의 사상균; 우스틸라기나세애(Ustilaginaceae), 헤리시아세애 (Hericiaceae), 폴리포라세애(Polyporaceae), 그리폴라세애(Grifolaceae), 리오필라세애(Lyophyllaceae), 스트로파리아세애(Strophariaceae), 리코페르다세애(Lycoperdaceae), 아가리카세애(Agaricaceae), 플레우로타세애 (Pleurotaceae), 파이살라크리아세애(Physalacriaceae), 옴팔로타세애(Omphalotaceae), 투버라세애 (Tuberaceae), 모르첼라세애(Morchellaceae), 스파라시다세애(Sparassidaceae), 넥트리아세애(Nectriaceae), 및 코르디시피타세애(Cordycipitaceae)로 구성되는 군으로부터 선택된 과에 속하는 하나 이상의 사상균; 아가리쿠스(Agaricus), 칼로시베(Calocybe), 칼바티아(Calvatia), 코르디셉스(Cordyceps), 디스시오티스(Disciotis), 포메스(Fomes), 푸사리움(Fusarium), 가노데르마(Ganoderma), 그리폴라(Grifola), 헤리쿨룸(Hericululm), 하이폴로마(Hypholoma), 힙시지구스(Hypsizygus), 모르첼라(Morchella), 폴리오타(Pholiota), 플레우로투스(Pleurotus), 폴리포루스(Polyporous), 스파라스시스(Sparassis), 스트로파리아(Stropharia), 투베르(Tuber), 및 우스틸라고(Ustilago)로 구성되는 군으로부터 선택된 속에 속하는 하나 이상의 사상균; 및/또는 우스틸라고 에스큘렌타(Ustilago esculenta), 헤리쿨룸 에리나세우스(Hericululm erinaceus), 푤리포루스 스쿠아모수스(Polyporous squamosus), 그리폴라 프론도사(Grifola frondosa), 힙시지구스 마모레우스(Hypsizygus marmoreus), 힙시지구스 울마리우스(Hypsizygus ulmarius), 칼로시베 감보사(Calocybe gambosa), 폴리오타 나메코(Pholiota nameko), 칼바티아 기간티(Calvatia gigantea), 아가리쿠스 비스포루스(Agaricus bisporus), 스트로파리아 루고소아눌라타(Stropharia rugosoannulata), 하이폴로마 라테리튬(Hypholoma lateritium), 플레우로투스 에린기이(Pleurotus eryngii), 플레우로투스 오스트레아투스(Pleurotus ostreatus), 플레우로투스 오스트레아투스 변종 콜롬비누스(Pleurotus ostreatus var. columbinus), 투베르 보르키이(Tuber borchii), 모르첼라 에스큘렌타(Morchella esculenta), 모르첼라 코니아(Morchella conica), 모르첼라 임포르투나(Morchella importuna), 스파라시스 크리스파(Sparassis crispa), 푸사리움 베네나툼(Fusarium venenatum), MK7 ATCC 기탁 번호 PTA-10698, 디스시오티스 베노사(Disciotis venosa), 및 코르디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris)로 구성되는 군으로부터 선택된 종에 속하는 하나 이상의 사상균.
본 발명의 실시에서, 비활성화 진균 바이오매스는 매트가 중합체, 가소제, 및/또는 가교제에 의해 침투 및/또는 포화되도록 하기에 충분한 시간, 일반적으로 적어도 약 1 시간 동안, 중합체, 가소제, 및/또는 가교제 용액에 침지 및/또는 이와 함께 교반되도록 허용된다. 용액에 침지 및/또는 함께 교반한 후, 습식 매트는 용액으로부터 제거된다 (이로 인해 매트의 하나 이상의 표면으로부터 과량의 용액이 제거될 수 있다).
본 발명의 진균 직물 재료에 사용하기 적합한 가소제로는 글리세롤 및 이의 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 시트르산, 올레산, 올레산 폴리올 (예를 들어, 만니톨, 소르비톨) 및 이의 에스테르, 에폭시화 트라이글리세라이드 식물성 오일 (예를 들어, 대두유로부터), 캐스터 오일, 펜타에리트리톨, 지방산 에스테르, 카복실산 에스테르계 가소제, 트라이멜리테이트, 아디페이트, 세바케이트, 말레이트, 생물학적 가소제, 및 이들의 조합물 및 혼합물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 실시에서, 가소제는 일반적으로 진균 직물 재료에 약 0.5 중량% 내지 약 50 중량% 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 비제한적인 예시로서, 약 50 중량%, 약 37.5 중량%, 약 25 중량%, 또는 약 12.5 중량%의 양으로 존재한다.
본 발명의 진균 직물 재료에 사용하기 적합한 중합체로는 폴리비닐 알코올, 키토산, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴산, 히알루론산, 알기네이트, 및 이들의 조합물 및 혼합물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 실시양태에서, 2종 이상의 중합체는 약 99:1 내지 약 1:99의 임의의 중량비로; 일반적으로 약 99:1, 약 90:10, 약 80:20, 약 70:30, 약 60:40, 약 50:50, 약 40:60, 약 30:70, 약 20:80, 약 10:90, 또는 약 1:99; 및 더욱 일반적으로 약 50:50로 포함될 수 있다. 직물 조성물의 로딩 비율은 약 99:1 내지 약 1:99의 임의의 값; 일반적으로 약 99:1, 약 95:5, 약 90:10, 약 85:15, 약 80:20, 약 75:25, 약 70:30, 약 65:35, 약 60:40, 약 55:45, 약 50:50, 약 45:55, 약 40:60, 약 35:65, 약 30:70, 약 25:75, 약 20:80, 약 15:85, 약 10:90, 약 5:95, 내지 약 1:99; 및 더욱 일반적으로 약 70:30을 가질 수 있다.
본 발명의 진균 직물 재료에 사용하기 적합한 가교제로는 시트르산, 탄닌산, 수베르산, 아디프산, 석신산, 추출된 식물성 탄닌, 글리옥살, 및 이들의 조합물 및 혼합물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 실시양태에서, 진균 직물 재료는 아이소펩타이드 결합으로 가교된 단백질을 포함할 수 있으며, 이러한 결합의 형성은 일부 실시양태에서 트랜스글루타미나제(transglutaminase)에 의해 촉매될 수 있다.
본 발명의 진균 직물 재료에서 사상균, 가소제, 중합체, 가교제, 추가 성분, 등의 상대적인 양은 하나 이상의 원하는 물리적, 기계적, 감각적 (예를 들어, 후각, 촉각, 등) 및/또는 미적 특성을 가지는 진균 직물 재료를 제공하도록 선택될 수 있다. 실시양태에서, 향료 첨가제, 예를 들어, 가죽 방향 오일(fragrance oil)이 진균 직물 재료에 첨가되어 원하는 후각 특성, 예를 들어, 가죽과 같은 향기를, 진균 직물 재료에 제공할 수 있다.
사상균은 진균 직물 재료의 약 20%-90%, 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위를 구성할 수 있다. 일부 실시양태에서, 사상균은 진균 직물 재료의 약 25-85%, 약 30-80%, 약 35-75%를 구성할 수 있다. 예를 들어, 비제한적인 예시로, 일부 실시양태에서, 진균 직물 재료의 약 40 중량% 내지 약 60 중량%를 구성할 수 있다.
추가의 비제한적인 예시로서, 하나 이상의 중합체 (예를 들어, 키토산)은 진균 직물 재료의 약 1 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 또는 약 5 중량% 내지 약 20 중량%를 구성할 수 있다. 제3의 비제한적인 예시로서, 하나 이상의 가교제 (예를 들어, 시트르산)은 진균 직물 재료의 약 0.01 중량% 내지 약 8 중량%, 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 또는 약 0.05 중량% 내지 약 6 중량%, 또는 약 0.1 중량% 내지 약 4 중량%를 구성할 수 있다. 제4의 비제한적인 예시로서, 하나 이상의 가소제 (예를 들어, 글리세롤)은 진균 직물 재료의 약 0.5 중량% 내지 약 80 중량%, 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위, 또는 약 9 중량% 내지 약 60 중량%, 또는 약 17.5 중량% 내지 약 40 중량%를 구성할 수 있다.
본 발명의 실시양태는 열 특성이 가공 및/또는 조정된 진균 직물 재료, 구체적으로 진균 가죽 유사체 재료를 포함한다. 제1의 비제한적인 예시로서, 진균 직물 재료의 열 분출성, 즉, 진균 직물 재료가 주변과 열을 교환하는 속도는 본 발명에 따라 조작 또는 조정될 수 있다. 제2의 비제한적인 예시로서, 진균 직물 재료의 열 전도성, 즉, 진균 직물 재료를 통해 전달되는 열의 양은 본 발명에 따라 조작 또는 조정될 수 있다. 제3의 비제한적인 예시로서, 열 용량, 즉, 온도의 단위 변화를 생성하기 위해 진균 직물 재료의 주어진 질량에 공급되는 열의 양은 본 발명에 따라 조작 또는 조정될 수 있다. 진균 직물 재료의 체적 열 용량, 즉, 진균 직물 재료의 체적이 저장할 수 있는 열의 양은 본 발명에 따라 조작 또는 조정될 수 있다. 진균 직물 재료를 열 조작 및/조정할 수 있는 능력은 진균 직물 재료가 원하는 "따뜻한 느낌"을 갖도록 하여, 사용자에게 "차가운 느낌"을 느끼게 하는 단점 및/또는 예를 들어, 진균 직물 재료로 제조된 의류 물품의 착용자에게 불충분한 단열을 제공하는 선행 기술의 진균 또는 다른 비-동물 직물 재료에 비해 주요 개선을 나타내도록 하고; 따라서 본 발명은, 예를 들어, 많은 양의 열을 보유하여 겨울 의류 물품에 사용하기에 적합한 진균 직물을 제조할 수 있도록 한다. 본 발명의 하나의 추가적인 이점 및 혜택은 상기 특성 중 둘 이상의 조합 또는 종래의 직물 재료에 의해 달성될 수 없는 다른 열 특성을 가질 수 있는 직물 재료를 생성하는 능력에 있으며, 예를 들어, 하나의 열 특성을 증가시키면서 하나 이상의 다른 열 특성을 증가시키거나, 일정하게 유지하거나, 또는 감소시킬 수 있고, 및/또는 하나의 열 특성을 일정하게 유지시키면서 하나 이상의 다른 열 특성을 증가시키거나, 일정하게 유지하거나, 또는 감소시킬 수 있고, 및/또는 하나의 열 특성을 감소시키면서, 하나 이상의 다른 열 특성을 증가시키거나, 일정하게 유지하거나, 또는 감소시킬 수 있다.
본 발명의 진균 직물 재료의 열 특성은 진균 직물 재료에 열 도펀트를 포함시킴으로써 조작 또는 조정될 수 있다. 본 발명의 진균 직물 재료에 사용하기에 적합한 열 도펀트로는 열 도펀트가 부재하는 진균 직물 재료와 비교하여 진균 직물 재료의 열 분출성, 열 전도성, 및 열 용량 중 하나 이상을 개질하는 재료를 포함한다. 이러한 열 도펀트로는 공지된 열 특성을 가지는 중합체, 세라믹, 및 금속 재료 및/또는 원하는 열전도성 및/또는 단열 특성을 가지는 임의의 다른 재료를 포함할 수 있지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 사용하기 적합한 열 도펀트의 추가의 비제한적인 예시로는 활성탄, 알루미늄 옥사이드, 벤토나이트, 규조토, 에틸렌 비닐 아세테이트, 리그닌, 나노실리카, 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 실리콘, 및 이트륨 옥사이드를 포함한다. 일부 실시양태에서, 열 도펀트는 미리 선택된 열적 프로파일을 생성하기 위해 진균 직물 재료 전체에 걸쳐 열전도성 및/또는 단열 재료의 조작된 코팅 및/또는 조작된 공간적 분포를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시에서, 열 도펀트는 제조 방법의 임의의 적합한 지점에서 진균 직물 재료에 첨가 및/또는 도입될 수 있다. 제1의 비제한적인 예시로서, 열 도펀트는 중합체 용액으로 제공될 수 있으며, 즉, 중합체 및 용매와 조합된 후 후속적으로 진균 바이오매스와 조합될 수 있다. 제2의 비제한적인 예시로서, 열 도펀트는 제조 방법 중 크기-감소 및/또는 블렌드/균질화 단계 이전에 또는 단계 동안에 비활성화 진균 바이오매스, 물, 및 선택적인 안료와 조합될 수 있다. 제3의 비제한적인 예시로서, 열 도펀트는 진균 페이스트 및 중합체 용액의 혼합물이 교반 및/또는 가열되는 동안 페이스트/중합체 용액 혼합물에 첨가될 수 있다. 제4의 비제한적인 예시로서, 열 도펀트는, 일부 실시양태에서 조작 또는 설계된 공간적 패턴 또는 구조의 열 도펀트는, 진균 직물 재료에 통합될 수 있다. 제5의 비제한적인 예시로서, 열 도펀트는 캐스팅 단계 이전에 또는 동안에 예를 들어 열 도펀트를 시트가 캐스팅될 트레이 또는 몰드에 제공함으로써, 또는 캐스팅 후 진균 재료의 표면에 도펀트의 입자를 뿌리거나 그렇지 않으면 분산시킴으로써 첨가될 수 있다. 제6의 비제한적인 예시로서, 열 도펀트는 진균 직물 재료가 경화된 후 진균 직물 재료에 첨가될 수 있다.
열 도펀트의 양은 진균 직물 재료의 다른 재료 성질 (예를 들어, 유연성, 인장 강도, 등)을 손상시키지 않으면서 생성된 진균 직물 재료에 원하는 열 특성을 제공하도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 열 도펀트는, 제공되는 경우, 진균 직물 재료의 약 0.1 중량% 내지 약 25%, 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위를 구성할 수 있다. 일부 실시양태에서, 도펀트는 진균 직물 재료의 약 0.1 내지 약 20 중량%, 또는 at 약 0.1 내지 약 15 중량%로 존재할 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시양태에서, 도펀트는 진균 직물 재료의 약 1 중량%, 약 2 중량%, 약 3 중량%, 약 4 중량%, 약 5 중량%, 약 6 중량%, 약 7 중량%, 약 8 중량%, 약 9 중량%, 약 10 중량%, 약 11 중량%, 약 12 중량%, 약 13 중량%, 약 14 중량%, 약 15 중량%, 또는 0.1 내지 25 중량% 중 임의의 1/10을 구성할 수 있다.
실시양태에서, 중합체 용액과 혼합한 후 형성된 진균 조성물은 열 도펀트를 포함하는 스캐폴드(scaffold) 또는 기질 위에 적어도 부분적으로 놓이도록 캐스팅될 수 있다. 실시양태에서, 진균 조성물과 스캐폴드 또는 기질 중 적어도 하나에 힘을 가하여 캐스트 시트에서 진균 조성물과 스캐폴드 또는 기질의 이종의 공간적 분포를 제공한다. 실시양태에서, 진균 조성물 및 열 도펀트는 캐스팅 영역 중 미리 결정된 영역에 각각 선택적으로 적용되어 캐스트 시트에서 블렌딩된 조성물과 열 도펀트의 이종의 공간적 분포를 제공할 수 있다. 실시양태에서, 캐스트 시트는 적어도 제1 층 및 제2 층을 가지는 다중층 구조를 포함할 수 있으며, 여기서 제1 층은 진균 조성물의 적어도 일부를 포함하고, 제2 층은 열 도펀트의 적어도 일부를 포함한다.
본 발명의 실시양태는 본 발명의 진균 직물 재료로 부분적으로 또는 전적으로 구성된 의류 물품을 포함한다. 이러한 의류 물품으로는, 비제한적인 예시로서, 보호복, 셔츠, 바지, 반바지, 자켓, 코트, 벨트, 모자, 장갑, 신발, 부츠, 샌들, 플립-플랍(flip-flop), 시계줄, 및 앞치마를 포함한다.
본 발명의 실시양태는 본 발명의 진균 직물 재료로 부분적으로 또는 전적으로 구성된 악세서리 품목을 포함한다. 이러한 악세서리 품목으로는, 비제한적인 예시로서, 지갑, 핸드백, 케이스, 수트 케이스, 여행 가방, 가방, 배낭, 및 힙팩(hip pack)을 포함한다.
본 발명의 실시양태는 본 발명의 진균 직물 재료로 부분적으로 또는 전적으로 구성된 가구 품목을 포함한다. 이러한 가구 품목으로는, 비제한적인 예시로서, 의자, 리클라이너, 침상, 소파, 러브시트(loveseat), 및 오토만(ottoman)을 포함한다.
본 발명의 실시양태는 본 발명의 진균 직물 재료로 부분적으로 또는 전적으로 구성된 커버류(covering)를 포함한다. 이러한 커버류의 예로는, 비제한적인 예시로서, 자동차 시트, 항공기 시트 및 기차 시트용 커버류를 포함한다.
본 발명에 따른 진균 직물 재료는 원하는 재료, 기계적, 및/또는 물리적 특성을 특징으로 하도록 제조될 수 있다. 제1의 비제한적인 예시로서, 진균 직물 재료 원하는 인장 강도를 가지도록 제조될 수 있으며, 이러한 인장 강도는 실시양태에서 적어도 약 15 MPa 또는 약 4 MPa 내지 약 15 MPa, 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위일 수 있다. 제2의 비제한적인 예시로서, 진균 직물 재료는 원하는 파단 시 변형률을 가지도록 제조될 수 있으며, 이러한 파단 시 변형률은 실시양태에서 약 50 퍼센트 내지 약 60 퍼센트, 또는 약 10 퍼센트 내지 약 70 퍼센트, 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위일 수 있다. 제3의 비제한적인 예시로서, 진균 직물 재료는 원하는 팽윤도를 가지도록 제조될 수 있으며, 이러한 팽윤도는 실시양태에서 약 50 퍼센트 내지 약 60 퍼센트, 또는 약 30 퍼센트 내지 약 120 퍼센트, 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위일 수 있다. 제4의 비제한적인 예시로서, 진균 직물 재료는 원하는 침지 시 질량 손실을 가지도록 제조될 수 있으며, 이러한 침지 시 질량 손실은 실시양태에서 약 5 퍼센트 이하일 수 있다. 제5의 비제한적인 예시로서, 진균 직물 재료는 원하는 평균 진균 입자 크기를 가지도록 제조될 수 있으며, 이러한 크기는 실시양태에서 약 25 나노미터 이하, 약 50 나노미터 이하, 약 75 나노미터 이하, 약 100 나노미터 이하, 약 125 나노미터 이하, 약 150 나노미터 이하, 약 175 나노미터 이하, 약 200 나노미터 이하, 약 225 나노미터 이하, 약 250 나노미터 이하, 약 275 나노미터 이하, 약 300 나노미터 이하, 약 325 나노미터 이하, 약 350 나노미터 이하, 약 375 나노미터 이하, 약 400 나노미터 이하, 약 425 나노미터 이하, 약 2 마이크로미터 이하, 약 4 마이크로미터 이하, 약 6 마이크로미터 이하, 약 8 마이크로미터 이하, 약 10 마이크로미터 이하, 약 15 마이크로미터 이하, 약 20 마이크로미터 이하, 약 30 마이크로미터 이하, 약 40 마이크로미터 이하, 약 50 마이크로미터 이하, 약 75 마이크로미터 이하, 약 100 마이크로미터 이하, 약 150 마이크로미터 이하, 약 200 마이크로미터 이하, 약 250 마이크로미터 이하, 약 300 나노미터 이하, 약 400 마이크로미터 이하, 약 500 마이크로미터 이하 및 약 750 마이크로미터 이하일 수 있다. 일부 실시양태에서, 진균 바이오매스는 길이가 적어도 약 1 센티미터, 적어도 약 2 센티미터, 적어도 약 3 센티미터, 적어도 약 4 센티미터, 적어도 약 5 센티미터, 적어도 약 6 센티미터, 적어도 약 7 센티미터, 적어도 약 8 센티미터, 적어도 약 9 센티미터, 적어도 약 10 센티미터, 적어도 약 20 센티미터, 적어도 약 30 센티미터, 적어도 약 40 센티미터, 적어도 약 50 센티미터, 적어도 약 60 센티미터, 적어도 약 70 센티미터, 적어도 약 80 센티미터, 또는 적어도 약 90 센티미터인 진균 필라멘트를 포함할 수 있다. 제6의 비제한적인 예시로서, 진균 직물 재료는 원하는 입자 크기 분포 유형을 가지도록 제조될 수 있으며, 이러한 입자 크기 분포 유형은 실시양태에서 쌍봉(bimodal), 대략 쌍봉, 삼봉(trimodal), 또는 대략 삼봉의 입자 크기 분포일 수 있다. 제7의 비제한적인 예시로서, 진균 직물 재료 원하는 인열 강도를 가지도록 제조될 수 있으며, 이러한 인열 강도는 실시양태에서 약 5 N/mm 내지 약 25 N/mm, 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위일 수 있다. 제8의 비제한적인 예시로서, 진균 직물 재료는 회색 스케일이 적어도 약 4인, 습윤 마찰, 건조 마찰, 및/또는 제논광에 대한 원하는 견뢰도를 가지도록 제조될 수 있다. 제9의 비제한적인 예시로서, 진균 직물 재료는 원하는 굴곡 강도를 가지도록 제조될 수 있으며, 이러한 굴곡 강도는 실시양태에서 약 5 그램-센티미터 이하일 수 있다. 본 발명의 하나의 이점 및 혜택은 종래의 직물 재료에 의해 달성할 수 없는 상기 또는 다른 재료, 기계적, 및/또는 물리적 성질 중 둘 이상의 조합을 가질 수 있는, 예를 들어, 높은 인열 강도 (일부 실시양태에서, 적어도 약 1 N/mm, 또는 적어도 약 2 N/mm, 또는 적어도 약 3 N/mm, 또는 적어도 약 4 N/mm, 또는 적어도 약 5 N/mm, 또는 적어도 약 6 N/mm, 또는 적어도 약 7 N/mm, 또는 적어도 약 8 N/mm, 또는 적어도 약 9 N/mm, 또는 적어도 약 10 N/mm, 또는 적어도 약 11 N/mm, 또는 적어도 약 12 N/mm, 또는 적어도 약 13 N/mm, 또는 적어도 약 14 N/mm, 또는 적어도 약 15 N/mm, 또는 적어도 약 16 N/mm, 또는 적어도 약 17 N/mm, 또는 적어도 약 18 N/mm, 또는 적어도 약 19 N/mm, 또는 적어도 약 20 N/mm)와 낮은 굴곡 강도 (일부 실시양태에서, 약 10 그램-센티미터 이하, 또는 약 9 그램-센티미터 이하, 또는 약 8 그램-센티미터 이하, 또는 약 7 그램-센티미터 이하, 또는 약 6 그램-센티미터 이하, 또는 약 5 그램-센티미터 이하, 또는 약 4 그램-센티미터 이하, 또는 약 3 그램-센티미터 이하, 또는 약 2 그램-센티미터 이하, 또는 약 1 그램-센티미터 이하)의 조합을 가질 수 있는 직물 재료를 제조할 수 있는 능력에 있다.
일부 실시양태에서, 크기 감소된 비활성화 진균 바이오매스로 제조되며 임의의 비-진균 직물 백깅을 가지지 않는 진균 가죽 유사체 재료가 제공될 수 있다. 이러한 진균 가죽 유사체 재료는 다음의 특성 중 임의의 하나 이상의 특성을 가질 수 있다: 약 1 내지 약 2 mm 또는 약 1.15 내지 약 1.6 mm의 두께, 약 6 내지 약 12 N 또는 약 7.4 내지 약 10.5 N의 인열 강도, 약 3 내지 약 10 N/mm2 또는 약 4.7 내지 약 8.1 N/mm2의 인장 강도, 약 1 내지 약 11 g·cm의 굴곡 강도, 4 내지 5의 물 얼룩 회색 스케일 등급, 적어도 4의 일광 견뢰도 블루 울 등급, 건조 시 4 내지 5의 마찰 견뢰도 회색 스케일 등급, 및 건조 시 4 내지 5의 마찰 견뢰도 회색 스케일 등급. 이러한 진균 가죽 유사체 재료는 다양한 질감 또는 양각을 용이하게 가질 수 있다.
일부 실시양태에서, 크기 감소된 비활성화 진균 바이오매스로 제조되며 한쪽 면에 부착된 비-진균 직물 지지체를 가지는 진균 가죽 유사체 재료가 제공될 수 있다. 이러한 진균 가죽 유사체 재료는 다음의 특성 중 임의의 하나 이상의 특성을 가질 수 있다: 약 1 내지 약 3 mm 또는 약 1.95 내지 약 2.09 mm의 두께, 약 20 내지 약 50 N 또는 약 33 내지 약 37 N의 인열 강도, 약 3 내지 약 10 N/mm2 또는 약 5.8 내지 약 6.8 N/mm2의 인장 강도, 약 1 내지 약 11 g·cm의 굴곡 강도, 4 내지 5의 물 얼룩 회색 스케일 등급, 적어도 4의 일광 견뢰도 블루 울 등급, 건조 시 4 내지 5의 마찰 견뢰도 회색 스케일 등급, 및 건조 시 4 내지 5의 마찰 견뢰도 회색 스케일 등급. 이러한 진균 가죽 유사체 재료는 다양한 질감 또는 양각을 용이하게 가질 수 있다.
일부 실시양태에서, 크기 감소된 비활성화 진균 바이오매스로 제조되며 2개의 층의 진균 재료 사이에 부착된 비-진균 직물 층(즉, 비-진균 층이 진균 층 사이에 "샌드위치된" 재료)를 가지는 복합 진균 가죽 유사체 재료가 제공될 수 있다. 이러한 진균 가죽 유사체 재료는 다음의 특성 중 임의의 하나 이상의 특성을 가질 수 있다: 약 1 내지 약 4 mm 또는 약 2.2 내지 약 2.8 mm의 두께, 약 25 내지 약 60 N 또는 약 34 내지 약 52 N의 인열 강도, 약 7 내지 약 14 N/mm2 또는 약 8.7 내지 약 11.4 N/mm2의 인장 강도, 약 1 내지 약 11 g·cm의 굴곡 강도, 4 내지 5의 물 얼룩 회색 스케일 등급, 적어도 4의 일광 견뢰도 블루 울 등급, 건조 시 4 내지 5의 마찰 견뢰도 회색 스케일 등급, 및 건조 시 4 내지 5의 마찰 견뢰도 회색 스케일 등급. 이러한 진균 가죽 유사체 재료는 다양한 질감 또는 양각을 용이하게 가질 수 있다.
일부 실시양태에서, 하나 이상의 온전한 또는 전체 바이오매트 (예를 들어, 표면 발효에 의해 생성되어 크기 감소를 거지치 않은 바이오매스)의 형태를 취하는 비활성화 진균 바이오매스로부터 제조되어 임의의 비-진균 직물 백깅을 가지지 않는 진균 가죽 유사체 재료가 제공될 수 있다. 이러한 진균 가죽 유사체 재료는 다음의 특성 중 임의의 하나 이상의 특성을 가질 수 있다: 바이오매트당 약 0.1 내지 약 1.5 mm 또는 바이오매트당 약 0.5 내지 약 0.9 mm의 두께, 바이오매트당 약 1 내지 약 3 N의 인열 강도, 바이오매트당 약 3 N/mm2의 인장 강도, 약 1 내지 약 11 g·cm의 굴곡 강도, 및 4 내지 5의 물 얼룩 회색 스케일 등급. 이러한 진균 가죽 유사체 재료는 천연 가죽과 동일한 품질에 가깜게 모방하는 보온성, 드레이프성(drapability), 부드러움, 외관, 및 냄새와 같은 이점을 가질 수 있다.
일부 실시양태에서, 비활성화 진균 바이오매스로 제조된 진균 가죽 유사체 재료, 및 이의 제조 방법은, 동물성 제품을 사용하지 않는 것뿐만 아니라 천연 가죽에 비해 환경적 이점 및 혜택을 제공할 수 있다. 특히, 본 발명의 제조 방법은 전통적인 가죽 유제화 공정에서 사용되는 고독성 또는 환경적으로 유해한 물질, 예컨대 6가 크롬 화합물을 생성하지 않거나, 또는 적어도 더 적은 양으로 생성할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 가죽 유사체 재료는 생분해성일 수 있으며, 즉, 천연 가죽보다 주어진 조건 세트하에서 보다 빠르게 생분해될 수 있다.
본 발명의 하나의 특징은 다양한 화학적 성분 (중합체, 가교제, 등)이 비활성화 진균 바이오매스의 균사체 매트릭스에 침투하도록 하는 능력이다. 비활성화 진균 바이오매스가 크기 감소된 진균 바이오매스인 경우, 이러한 침투는 침투 유체(들)과의 접촉하는 진균 입자의 높은 표면적의 결과일 수 있다. 비활성화 진균 바이오매스가 온전한 또는 응집성 진균 바이오매스 (예를 들어, 표면 발효에 의해 생성된 바이오매트)인 경우, 이러한 침투는 진균 바이오매스와 유체(들) 사이의 접촉 시간 연장, 진균 바이오매스와 함께 유체(들)의 교반, 진균 바이오매스 및 유체(들)에 대기합 이하 또는 대기압 초과의 압력 적용, 등 중 임의의 하나 이상에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 양태는 진균 바이오매스를 포함하는 내구성 시트 재료의 제조 방법을 제공하는 것이며, 상기 방법은 (a) 비활성화 진균 바이오매스를 가소제, 중합체, 가교제, 및 염료로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 성분과 조합하여 조합된 조성물을 형성하는 단계; (b) 조합된 조성물을 캐스팅하여 캐스트 시트를 형성하는 단계; (c) 캐스트 시트로부터 용매를 제거하는 단계; 및 (d) 캐스트 시트를 경화시켜 내구성 시트 재료를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 온전한 응집성 바이오매스 (예를 들어, 표면 발효에 의해 생성된 바이오매트) 또는 크기 감소된 진균 바이오매스 중 하나와 함께 사용될 수 있음이 명백하게 이해되어야 한다.
실시양태에서, 단계 (d)는 캐스트 시트를 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
실시양태에서, 단계 (d)는 캐스트 시트의 표면에 또는 내부에서 화학 반응을 개시하는 단계를 포함할 수 있다.
실시양태에서, 방법은 천연 섬유 재료, 합성 재료, 및 이들의 조합물 중 적어도 하나를 블렌딩된 조성물에 첨가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 천연 섬유 재료는 셀룰로스 재료를 포함할 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 천연 섬유 재료는 면 섬유를 포함할 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 천연 섬유 재료 및 합성 재료 중 적어도 하나는 복수의 입자, 시트, 또는 이들의 조합물의 형태일 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 방법은 진균 바이오매스를 비활성화하여 비활성화된 진균 바이오매스를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
실시양태에서, 방법은 진균 바이오매스의 크기-감소 단계를 추가로 포함할 수 있다.
실시양태에서, 방법은 열 도펀트를 비활성화 진균 바이오매스, 블렌딩된 조성물, 및 캐스트 시트 중 적어도 하나에 첨가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 진균 바이오매스를 포함하는 내구성 시트 재료의 제조 방법을 제공하는 것이며, 상기 방법은 (a) 비활성화 진균 바이오매스를 가소제, 중합체, 가교제, 및 염료로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 포함하는 용액과 접촉시키는 단계; (b) 바이오매스로부터 용매를 제거하는 단계; 및 (c) 바이오매스를 경화시켜 내구성 시트 재료를 형성하는 단계.
실시양태에서, 방법은 진균 바이오매스를 비활성화하여 비활성화된 진균 바이오매스를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 직물 조성물을 제공하는 것이며, 상기 조성물은 비활성화 진균 바이오매스; 및 가소제, 중합체, 가교제, 및 염료로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 포함한다.
실시양태에서, 직물 조성물은 가소제, 중합체, 및 가교제를 포함할 수 있다.
실시양태에서, 진균 바이오매스는 자낭균문 및 담자균문으로 구성되는 군으로부터 선택된 문에 속하는 진균을 포함할 수 있다.
실시양태에서, 진균 바이오매스는 푸사리움(Fusarium), 포메스(Fomes), 가노데르마(Ganoderma)로 구성되는 군으로부터 선택된 속에 속하는 진균을 포함할 수 있다. 진균은 푸사리움 베네나툼(fusarium venenatum), 포메스 포멘타리우스(Fomes fomentarius), 가노데르마 아플라나툼(Ganoderma applanatum), 가노데르마 쿠르티시이(Ganoderma curtisii), 가노데르마 포르모사눔(Ganoderma formosanum), 가노데르마 네이-자포니쿰(Ganoderma nei-japonicum), 가노데르마 레시나세움(Ganoderma resinaceum), 사노데르마 시넨세(Ganoderma sinense), 및 가노데르마 츠가에(Ganoderma tsugae)로 구성되는 군으로부터 선택된 종에 속할 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 진균 바이오매스는 푸사리움 베네나툼(fusarium venenatum) 및 MK7 ATCC 기탁 번호 PTA-10698로 구성되는 군으로부터 선택된 진균을 포함할 수 있다.
실시양태에서, 가소제는 글리세롤, 폴리에틸렌 글리콜, 시트르산, 및 올레산으로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 가소제는 글리세롤을 포함할 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 글리세롤은 약 0.5 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 상기 값 사이의 임의의 하위 범위의 양으로 존재할 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 실시양태에서, 글리세롤은 약 50 중량%, 약 37.5 중량%, 약 25 중량%, 또는 약 12.5 중량%의 양으로 존재할 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 중합체는 폴리비닐 알코올, 키토산, 폴리에틸렌 글리콜, 및 히알루론산으로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 중합체로는 폴리비닐 알코올을 포함할 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 중합체로는 키토산을 포함할 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 중합체로는 폴리비닐 알코올 및 키토산을 포함할 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 폴리비닐 알코올 대 키토산의 중량비는 약 99:1, 약 90:10, 약 80:20, 약 70:30, 약 60:40, 약 50:50, 약 40:60, 약 30:70, 약 20:80, 약 10:90, 및 약 1:99 또는 상기 비율 중 두 가지 비율에 의해 형성된 임의의 범위로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 폴리비닐 알코올 대 키토산의 중량비는 약 50:50일 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 직물 조성물은 중합체를 포함할 수 있으며, 여기서 직물 조성물의 로딩 비율은 약 99:1, 약 95:5, 약 90:10, 약 85:15, 약 80:20, 약 75:25, 약 70:30, 약 65:35, 약 60:40, 약 55:45, 약 50:50, 약 45:55, 약 40:60, 약 35:65, 약 30:70, 약 25:75, 약 20:80, 약 15:85, 약 10:90, 약 5:95, 및 약 1:99 또는 상기 비율 중 두 가지 비율에 의해 형성된 임의의 범위로 구성되는 군으로부터 선택된다. 로딩 비율은 약 70:30일 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 가교제는 시트르산, 탄닌산, 수베르산, 아디프산, 석신산, 글리옥살, 및 추출된 식물성 탄닌으로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 가교제는 아디프산을 포함할 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
본 발명의 또 다른 양태는 의류 물품을 제공하는 것이며, 상기 물품은 본 발명의 직물 조성물을 포함한다.
실시양태에서, 물품은 보호복일 수 있다.
실시양태에서, 의류 물품은 셔츠, 바지, 반바지, 자켓, 코트, 벨트, 모자, 장갑, 신발, 부츠, 샌들, 플립-플랍, 시계줄, 및 앞치마로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 악세서리 품목을 제공하는 것이며, 상기 물품은 본 발명의 직물 조성물을 포함한다.
실시양태에서, 악세서리 품목은 지갑, 핸드백, 케이스, 수트 케이스, 여행 가방, 가방, 배낭, 및 힙팩으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 가구 품목을 제공하는 것이며, 상기 물품은 본 발명의 직물 조성물을 포함한다.
실시양태에서, 가구 품목은 의자, 리클라이너, 침상, 소파, 러브시트, 오토만, 및 차량 시트로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 인장 강도가 적어도 약 15 MPa일 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 파단 시 변형률이 약 30 퍼센트 내지 약 60 퍼센트일 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 팽윤도가 약 30 퍼센트 내지 약 60 퍼센트일 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 침지 시 질량 손실이 약 30 퍼센트 이하일 수 있다.
실시양태에서, 진균 바이오매스는 약 25 나노미터 이하, 약 50 나노미터 이하, 약 75 나노미터 이하, 약 100 나노미터 이하, 약 125 나노미터 이하, 약 150 나노미터 이하, 약 175 나노미터 이하, 약 200 나노미터 이하, 약 225 나노미터 이하, 약 250 나노미터 이하, 약 275 나노미터 이하, 약 300 나노미터 이하, 약 325 나노미터 이하, 약 350 나노미터 이하, 약 375 나노미터 이하, 약 400 나노미터 이하, 약 425 나노미터 이하, 약 2 마이크로미터 이하, 약 4 마이크로미터 이하, 약 6 마이크로미터 이하, 약 8 마이크로미터 이하, 약 10 마이크로미터 이하, 약 15 마이크로미터 이하, 약 20 마이크로미터 이하, 약 30 마이크로미터 이하, 약 40 마이크로미터 이하, 약 50 마이크로미터 이하, 약 75 마이크로미터 이하, 약 100 마이크로미터 이하, 약 150 마이크로미터 이하, 약 200 마이크로미터 이하, 약 250 마이크로미터 이하, 약 300 나노미터 이하, 약 400 마이크로미터 이하, 약 500 마이크로미터 이하 및 약 750 마이크로미터 이하로 구성되는 군으로부터 선택된 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
실시양태에서, 진균 바이오매스는 쌍봉 또는 대략 쌍봉의 입자 크기 분포를 가질 수 있다.
실시양태에서, 진균 바이오매스는 삼봉 또는 대략 삼봉의 입자 크기 분포를 가질 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 트랜스글루타미나제를 포함할 수 있다.
실시양태에서, 직물 조성물은 아이소펩타이드 결합으로 가교된 단백질을 포함할 수 있다. 가교 아이소펩타이드 결합은 트랜스글루타미나제에 의해 촉매될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 직물 조성물은 열 도펀트를 추가로 포함할 수 있다. 열 도펀트는 활성탄, 알루미늄 옥사이드, 벤토나이트, 규조토, 리그닌, 나노실리카, 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 실리콘, 및 이트륨 옥사이드로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
본 발명의 또 다른 양태는 진균 바이오매스를 포함하는 내구성 시트 재료의 제조 방법을 제공하는 것이며, 상기 방법은 (a) 비활성화 진균 바이오매스를 물을 포함하는 유체로 균질화하여 진균 페이스트를 형성하는 단계; (b) 진균 페이스트를 중합체를 포함하는 수용액과 조합하여 블렌드 조성물을 형성하는 단계; (c) 블렌딩된 조성물을 캐스팅하여 캐스트 시트를 형성하는 단계; (d) 캐스트 시트로부터 용매를 제거하는 단계; 및 (e) 캐스트 시트를 경화시켜 내구성 시트 재료를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법에 사용하기에 적합한 진균 바이오매스는 기술 분야에 공지된 및 본 명세서에 개시된 임의의 다수의 방법에 의해 생성될 수 있음이 명백하게 이해되어야 하며, 이러한 방법으로는 표면 발효 방법, 침지 발효 방법, 고체-기질 침지 발효 (SSSF) 방법, 및 '474 공보에 개시된 방법을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
실시양태에서, 단계 (a)의 유체는 안료를 추가로 포함할 수 있다.
실시양태에서, 방법은 진균 바이오매스를 비활성화하여 비활성화된 진균 바이오매스를 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
실시양태에서, 단계 (a)는 동시에 비활성화 진균 바이오매스의 크기를 감소시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
실시양태에서, 비활성화 진균 바이오매스는 크기 감소된 진균 바이오매스일 수 있다.
실시양태에서, 중합체는 키토산를 포함할 수 있다.
실시양태에서, 단계 (b)의 수용액은 가교제, 가소제, 가용화제, 및 pH 조절제 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다. 수용액은 가교제를 포함할 수 있으며, 이러한 가교제는 시트르산을 포함하지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 수용액은 가소제를 포함할 수 있으며, 이러한 가교제는 글리세롤을 포함하지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
실시양태에서, 방법은 단계 (a)와 (b) 사이에, 진균 페이스트를 탈기하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
실시양태에서, 방법은 단계 (b)와 (c) 사이에, 블렌딩된 조성물을 탈기하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
실시양태에서, 방법은 적어도 하나의 열 도펀트를 비활성화 진균 바이오매스, 단계 (a)의 유체, 진균 페이스트, 단계 (b)의 수용액, 블렌딩된 조성물, 캐스트 시트, 및 단계 (c)에서 블렌딩된 조성물이 캐스팅되는 트레이, 몰드, 또는 다른 용기 중 적어도 하나에 첨가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
임의의 상기 방법의 실시양태에서, 진균 바이오매스는 표면 발효, 침지 발효, 고체-기질 침지 발효, 및 '474 공보에 기재된 발효 방법 중 적어도 하나에 의해 진균 접종원을 배양하는 단계를 포함하는 방법에 의해 생성될 수 있다. 진균 바이오매스는 바이오매트일 수 있지만, 반드시 그러할 필요는 없다.
임의의 상기 방법의 실시양태는 추가적으로 적어도 하나의 버블 가스를 유지 또는 도입하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 직물 조성물의 실시양태는 버블 가스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시양태에서, 진균 바이오매스는 길이가 적어도 약 1 센티미터, 적어도 약 2 센티미터, 적어도 약 3 센티미터, 적어도 약 4 센티미터, 적어도 약 5 센티미터, 적어도 약 6 센티미터, 적어도 약 7 센티미터, 적어도 약 8 센티미터, 적어도 약 9 센티미터, 적어도 약 10 센티미터, 적어도 약 20 센티미터, 적어도 약 30 센티미터, 적어도 약 40 센티미터, 적어도 약 50 센티미터, 적어도 약 60 센티미터, 적어도 약 70 센티미터, 적어도 약 80 센티미터, 적어도 약 90 센티미터, 적어도 약 100 센티미터, 적어도 약 200 센티미터, 적어도 약 300 센티미터, 적어도 약 400 센티미터, 적어도 약 500 센티미터, 적어도 약 600 센티미터, 적어도 약 700 센티미터, 적어도 약 800 센티미터, 또는 적어도 약 900 센티미터인 진균 필라멘트를 포함할 수 있다.
실시양태에서, 진균 바이오매스는 길이가 약 1 센티미터, 약 9 밀리미터 이하, 약 8 약 밀리미터 이하, 약 7 밀리미터 이하, 약 6 밀리미터 이하, 약 5 밀리미터 이하, 약 4 밀리미터 이하, 약 3 밀리미터 이하, 약 2 밀리미터 이하, 약 1 밀리미터 이하, 약 900 마이크로미터 이하, 약 800 마이크로미터 이하, 약 700 마이크로미터 이하, 약 600 마이크로미터 이하, 약 500 마이크로미터 이하, 약 400 마이크로미터 이하, 약 300 마이크로미터 이하, 약 200 마이크로미터 이하, 약 100 마이크로미터 이하, 약 90 마이크로미터 이하, 약 80 마이크로미터 이하, 약 70 마이크로미터 이하, 약 60 마이크로미터 이하, 약 50 마이크로미터 이하, 약 40 마이크로미터 이하, 약 30 마이크로미터 이하, 약 20 마이크로미터 이하, 약 10 마이크로미터 이하, 약 9 마이크로미터 이하, 약 8 마이크로미터 이하, 약 7 마이크로미터 이하, 약 6 마이크로미터 이하, 약 5 마이크로미터 이하, 약 4 마이크로미터 이하, 약 3 마이크로미터 이하, 약 2 마이크로미터 이하, 또는 약 1 마이크로미터 이하인 진균 필라멘트를 포함할 수 있다.
본 발명은 추가적으로 다음의 비제한적인 실시예에 의해 예시적으로 기재된다.
실시예 1
직물 재료 제조 공정
본 발명에 따른 진균 직물 재료는 실시양태에서 본 실시예에 기재된 방법에 따라 제조될 수 있다. 특히, 본 실시예에 기재된 방법은 가죽 유사체 직물 재료, 즉, 천연 가죽를 복제, 시뮬레이션, 및/또는 대체할 수 있는 진균 직물 재료를 제조하기 위해 사용될 수 있다.
이러한 진균 직물 재료의 제조 방법에서 제1 단계 또는 단계들은 일반적으로 적합한 반응기로부터 진균 균사체를 포함하는 진균 재료의 매트를 수득하는 단계를 포함하며, 이는 실시양태에서 '050 출원, '626 출원, '421 출원, 및/또는 '474 공보에 기재된 방법에 따라 진균 바이오매트를 생성하는 단계를 수반할 수 있다. 일부 실시양태에서 상기 매트는 이후 30 분 이상 동안 증숙에 의해 비활성화되며, 비활성화 매트는 이후 원하는 크기 및 기하형상으로 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, 매트는 고온, 예를 들어, 약 130 ℉ 내지 약 160 ℉의 탈수기에서 부분적으로 또는 전적으로 건조될 수 있다.
비활성화 매트는 이후 원하는 특성을 최종 진균 직물 재료에 부여하도록 하나 이상의 성분의 용액에 배치된다. 일반적으로, 용액은 하나 이상의 중합체, 가소제, 및 가교제를 포함한다. 본 발명에 따른 용액에 사용하기에 적합한 중합체로는 폴리비닐 알코올, 키토산, 폴리에틸렌 글리콜, 히알루론산, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴산, 및 이들의 조합물 및 혼합물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 용액에 사용하기 적합한 가소제로는 글리세롤 및 이의 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 시트르산, 올레산, 올레산 폴리올 (예를 들어, 만니톨, 소르비톨) 및 이의 에스테르, 에폭시화 트라이글리세라이드 식물성 오일 (예를 들어, 대두유로부터), 캐스터 오일, 펜타에리트리톨, 지방산 에스테르, 카복실산 에스테르계 가소제, 트라이멜리테이트, 아디페이트, 세바케이트, 말레이트, 생물학적 가소제, 및 이들의 조합물 및 혼합물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 용액에 사용하기에 적합한 가교제로는 시트르산, 탄닌산, 수베르산, 아디프산, 석신산, 추출된 식물성 탄닌, 글리옥살, 및 이들의 조합물 및 혼합물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
비활성화 매트는 중합체, 가소제, 및/또는 가교제에 의해 침투 및/또는 포화되도록 하기에 충분한 시간, 일반적으로 적어도 약 2 시간 및 가장 일반적으로 약 24 시간 동안, 중합체, 가소제, 및/또는 가교제 용액에 침치되도록 허용된다. 용액에 침지한 후, 습식 매트는 용액으로부터 제거된다 (이로 인해 매트의 하나 이상의 표면으로부터 과량의 용액이 제거될 수 있다).
일부 실시양태에서 바람직할 수 있는 본 발명의 방법의 선택적인 단계로는 침지 후 둘 이상의 매트를 적층하는 단계를 포함한다. 본 발명의 실시에서, 매트는 둘 이상의 매트를 수직으로 적층하거나 임의의 원하는 공간적 배향 (수평 대 수직, 평행 대 수직 대 경사, 등)으로 또는 매트를 배열하고, (이는 일부 경우에 진균 균사체 이외에도 천연 섬유를 포함할 수 있음), 적층 단계 전에 사용되는 용액과 동일하거나 또는 상이할 수 있는 중합체 용액에 수직으로 적층된 매트를 침지시킴으로써 적층될 수 있다. 일반적으로, 본 발명에 따른 둘 이상의 매트의 적증 단계는 예를 들어, 적층된 매트를 압착, 롤링, 진공 추출, 등에 의해 층 사이에 포획된 기포의 제거하는 단계를 포함한다.
그런 다음 습식 매트 (또는 매트의 적층물)은 고온, 예를 들어, 약 130 ℉ 내지 약 160 ℉의 탈수기에서 일반적으로 약 30 분 내지 약 120 분 동안 건조되어, 매트 (또는 적층물)의 외부 표면으부터 실질적으로 모든 액체를 제거하지만 매트 (또는 적층물) 내부에는 적어도 일부 액체를 보유한다. 이후 매트는 탈수기로부터 제거되며, 일부 실시양태에서, 고온 (예를 들어, 약 130 ℃)의, 예를 들어, 질감이 있는 규소 몰드 사이에서 열압착되고; 일반적으로, 매트는 약 3 분 내지 약 10 분의 전체 시간 동안 약 20 초 내지 약 30 초의 간격으로 열압착된다.
실시예 2
섬유를 통한 진균 증식
본 발명에 따른 진균 직물 재료는 실시양태에서 본 실시예에 기재된 방법에 따라 제조될 수 있다. 특히, 본 실시예에 기재된 방법은 사상균 및 다른 천연 또는 합성 섬유 모두를 포함하는 직물 재료를 제조하기 위해 사용될 수 있다.
진균 직물 재료의 제조하는 이러한 방법의 제1 단계 또는 단계들은 일반적으로 사상균에 대한 성장 배지를 제공하는 단계를 포함하며, 이는 실시양태에서 '050 출원, '626 출원, '421 출원, 및/또는 '474 공보에 기재된 성장 배지를 포함할 수 있지만, 또한 다른 유형의 성장 배지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 성장 배지는 택일적인 탄소 공급원 또는 상이한 탄소 함량으로 제형화될 수 있으며, 이는 실시양태에서 성장 배지에서 배양될 진균에 의한 천연 섬유의 소비를 촉진할 수 있다. 비제한적인 예시로서, 종래의 성장 배지는 가수분해된 셀룰로스, 결정질 셀룰로스, 또는 다른 셀룰로스 화합물로 대체하여 사상균에 의해 셀룰라제 효소의 형성을 촉진함으로써 변경될 수 있다. 추가의 비제한적인 예시로서, 셀룰로스 재료의 총량은 사상균의 원하는 성장 특성을 제공하기 위해, 예를 들어, 성장 배지의 약 10 중량%까지 주의깊게 제어될 수 있다. 성장 배지가 준비된 후, 일반적으로 30 분 이상의 기간 동안 끓여 경쟁 또는 병원성 미생물을 제거하고, 밀봉하고 냉각시킨다. 냉각된 배지는 일반적으로, 예를 들어, 염화 수소를 사용하여 pH를 조정하고, 사상균의 접종물 (예를 들어, MK7 ATCC 기탁 번호 PTA-10698)로 약 5 부피%의 비율로 접종하고; 배지는 일반적으로 진균 접종물의 균일한 분산을 제공하기 위해 교반한다.
사상균 바이오매스의 생성을 위한 반응기는 위생 반응기, 예를 들어, Saran 랩 반응기 등을 제공하고, 반응기의 내부 (예를 들어, 벽, 문, 선반, 트레이, 등)를 세정 및/또는 살균하여 (예를 들어, 에탄올 사용) 준비된다. 별도로, 진균 직물 재료에 대한 기판 및/또는 구조 재료로서 역할을 하는 천연 섬유는 알루미늄 호일로 덮인 하나 이상의 파이렉스(Pyrex) 트레이에 일반적으로 트레이당 약 0.5 그램 내지 약 5 그램의 비율로 배치하고, 경쟁 또는 병원체 미생물을 제거하기 위해 건조 멸균한 다음, 냉각시키고; 파이렉스 트레이를 세정된 반응기 내에 (일반적으로 반응기의 트레이에) 배치한다.
접종된 배지를 반응기의 파이렉스 트레이에 일반적으로 트레이당 약 200 mL의 비율로 붓거나 그렇지 않으면 도입한다. 일반적으로 접종된 배지를 파이렉스 트레이의 중앙보다 모서리에 도입하여 성장 배지가 파이렉스 트레이 내의 섬유 아래로 흐르도록 하고 이로 인해 섬유가 액체 배지의 표면에 뜨도록 하는 것이 바람직하다. 일반적으로 약 3일 내지 약 3주의 잠복기 후에, 각각의 파이렉스 트레이는 천연 기질 및/또는 구조 섬유를 통해 성장한 진균 바이오매스를 포함하며, 이는 추가적인 처리를 위해 수확될 수 있다.
실시예 3
오일(들)의 혼입
천연 (즉, 비-진균) 가죽의 제조에서, 가죽 재료는 일반적으로 오일링 공정을 거쳐, 가죽 재료가 하나 이상의 오일, 또는 더욱 일반적으로는 오일(들), 에멀전화제, 및 침투 보조제의 혼합물로 코팅된다. 이러한 오일링 공정은 가죽에 윤활제를 도포하고 균열 없이 구부러지는 능력을 향상시키며 (건조 가죽 섬유는 일반적으로 쉽게 균열이 생기거나 또는 부서짐) 또한 가죽 재료에 색상 및 방수성을 부여할 수 있다. 본 발명의 실시에서, 마찬가지로 오일이 진균 가죽 유사 물질에 혼입되거나 또는 발효 과정 동안 사상균 자체에 의해 제자리에서 제조되어, 유사한 이점 및 이점을 제공할 수 있다. 본 실시예는 진균 가죽 유사체 재료에 대해 이러한 오일의 혼입 공정의 실시양태를 기재한다.
본 발명에 따른 "에멀전" 오일 혼입 방법에서, 하나 이상의 오일, 지방, 및/또는 왁스가 제공된다. 오일, 지방, 및/또는 왁스는 에멀전화제 및/또는 계면활성제 (예를 들어, 염, 비누, 및 다른 양친매성 분자)로서의 유용성을 위해 선택될 수 있으며, 비제한적인 예시로서, 임의의 하나 이상의 황산화 캐스터 오일, 밀랍, 코코넛 오일, 식물성 오일, 올리브 오일, 아마씨 오일 및 올레산 황산화 어유, 황산화 카놀라유, 대두유, 팜유, 지방산을 포함할 수 있다. 계면활성제의 도움으로 형성된 에멀전은 가죽의 침투를 위한 더욱 안정한 조건을 제공할 수 있으며; 당업자는 가죽 재료의 섬유에 대한 에멀전의 습윤 작용을 개선하기 위해 음이온성, 양이온성, 또는 비이온성 계면활성제를 선택할 수 있다. 이러한 오일, 지방, 및/또는 왁스는 용기에서 (예를 들어, 자기 교반 막대를 통해) 빠르게 교반되고, 일부 실시양태에서 오일, 지방, 및/또는 왁스를 용융시켜 완전한 혼합을 보장하기 위해 가열이 적용될 수 있고, 유백색 에멀전이 형성될 때까지 물 (바람직하게 탈이온수)가 혼합물에 점차적으로 혼합되며; 가장 일반적으로, 물은 이러한 에멀전의 약 50 부피% 내지 약 70 부피%를 구성한다. 교반 속도는 후속적으로 감소되고 (예를 들어, 자기 교반 막대 또는 오비탈 쉐이커를 통해), 이에 따라 본 발명에 따른 진균 가죽 유사체 재료가 용기에 도입된다. 진균 가죽 유사체 재료는 일반적으로 약 20 분 내지 약 4 시간의 기간 동안 교반되는 에멀전에 남아있도록 한 다음, 에멀전으로부터 제거하고 약 24 시간 내지 약 48 시간 동안 공기 건조되도록 한다. 이러한 오일링 공정을 진균 가죽 유사체 재료의 열압착 이전에, 이후에, 및/또는 대신에 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 "충전(stuffing)" 오일 혼입 방법에서, 상기 기재된 "에멀전" 방법에 사용하기에 적합한 오일 또는 왁스를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 하나 이상의 액화 오일 또는 왁스를 진균 가죽 유사체 재료의 표면에 기계적으로 문질러 오일 또는 왁스를 진균 가죽 유사체 재료의 구조로 "작용"시킬 수 있다. "에멀전" 방법에서와 같이, 진균 가죽 유사체 재료는 약 24 시간 내지 약 48 시간 동안 공기 건조되도록 하고, 이후 "충전" 오일링 공정을 진균 가죽 유사체 재료의 열압착 이전에, 이후에, 및/또는 대신에 수행할 수 있다.
실시예 4
식물성 유제화
본 발명의 실시에서, 가교제로서 다이카복실산을 사용하면 일반적으로 진균 직물 재료의 열압착을 필요로 하는데, 이는 진균 직물 재료에서 발견되는 화학적 모이어티에 대한 카복실산의 가교가 일반적으로 고온 (예를 들어, 약 130 ℃)에서만 일어나기 때문이다. 대안으로서, 천연 탄닌, 예컨대 식물성 재료 또는 다른 식물 재료로부터 추출된 탄닌은 다이카복실산보다 저온에서 진균 직물 재료에 결합 및/또는 화학적 결합을 유도 (즉, 가교)할 수 있으므로, 열압착의 필요성을 제거하여 진균 직물 재료의 내수성을 개선할 수 있다. 탄닌은 재료의 강도와 분해 내성을 개선하기 위해 동물 가죽 또는 피부와 상호작용하는 것과 거의 동일한 방식으로, 즉, 단백질 모이어티와 결합하여 진균 직물 재료와 상호작용하는 것으로 여겨지지만, 임의의 특정 이론에 제한되고자 하는 것은 아니다.
진균 직물 재료의 열압착 필요성을 제거하면 다운스트림 처리에 추가적인 이점과 혜택을 가질 수 있다. 비제한적인 예시로서, 오일 혼입 공정 (예컨대 실시예 3에 기재된 공정)은 일반적으로 진균 직물 재료의 상대적으로 "개방형" 구조를 필요로 하고; 열압착 진균 직물 재료의 구조를 폐쇄하여 오일이 가죽 구조 내로 침투하기 어렵게 만들고, 오일 혼입 공정이 열압착 전에 수행될 수 있지만, 이는 일부 경우에 가교 반응을 방해할 수 있고 및/또는 열압착 동안 진균 직물 재료로부터 오일이 침출되도록 할 수 있다. 본 실시예는 상기 다른 결점을 피하기 위해 식물성 탄닌을 사용하여 진균 직물 재료를 가교시키는 공정의 실시양태를 설명한다.
본 발명에 따른 식물성 유제화 방법에서, 진균 바이오매스의 매트는 본 명세서 및/또는 '050 출원, '626 출원, 및/또는 '421 출원에 개시된 방법을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 방법에 의해 생성하고, 실시예 1에 기재된 바와 같이 증숙한다. 증숙된 매트를 탈이온수, 염수, 또는 이들의 조합물 또는 혼합물로 1 회 이상 세척한 다음, 세척된 매트를 탄닌 화합물을 함유하는 용액에 배치한다. 탄닌 화합물은 임의의 하나 이상의 상업적인 식물 추출 탄닌 및/또는 순수한 탄닌산을 포함할 수 있으며, 일반적으로 유제화 용액의 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%를 구성할 수 있다. 진균 매트는 일반적으로 약 1 일 내지 약 30 일 동안 유제화 용액에 남아있도록 허용되며, 일부 실시양태에서 진균 매트는 유제화 공정 동안 둘 이상의 유제화 용액, 예를 들어, 상이한 조성 및/또는 농도의 탄닌 화합물을 가지는 유제화 용액 사이에서 이동될 수 있다.
유제화 후, 진균 매트는 임의의 적합한 방법, 예를 들어, 실시예 3에 기재된 방법 중 하나 또는 둘 모두에 의해 오일링될 수 있고, 및/또는 가소화 용액 또는 공정을 거칠 수 있다 (예를 들어, 가소제로서 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 및/또는 글리세롤을 사용). 가소화된 및/또는 오일링된 재료는 일반적으로 약 24 시간 내지 약 72 시간 동안 최종적으로 공기 건조되도록 한다. 추가적인 가교, 예를 들어, 가교제로서 다이카복실산을 사용하는 가교가, 실시양태에서, 본 실시예에 기재된 식물성 유제화 공정 이후 수행될 수 있음이 명백하게 이해되어야 한다.
실시예 5
중합체-가소제 비율이 직물 재료 특성에 미치는 영향
본 실시예는 본 발명의 용액에서 중합체 대 가소제의 비율이 진균 직물 재료, 및 구체적으로 진균 가죽 유사체 재료의 재료 특성에 미치는 영향을 설명한다. 중합체 (즉, 진균 직물 재료 내의 생물학적 구조에 화학적으로 결합된 장쇄 분자)는 진균 직물 재료의 인장 강도를 개선하는 반면, 가소제 (즉, 생물학적 구조 또는 중합체에 화학적으로 결합하지 않는 작은 분자)는 진균 직물 재료의 유연성을 개선하고 취성을 감소시킨다. 이에 따라, 중합체-대-가소제 비율 (이하 "PP 비율")을 달리하면 당업자가 본 발명에 따라 생성된 진균 직물 재료의 물리적 성질을 정밀하게 제어, 선택 또는 조정할 수 있다고 여겨지지만, 임의의 특정 이론에 제한되고자 하는 것은 아니다.
MK7 ATCC 기탁 번호 PTA-10698의 바이오매트 (이하 "MK7")를 성장시키고 진균을 비활성화시키기 위해 30 분 동안 증숙 또는 비등하였다. 비활성화 바이오매트를 대략 4 cm x 6 cm 직사각형으로 절단하고, 각각을 중합체 (폴리비닐 알코올 (PVA) 또는 키토산 중 하나) 및 가소제 (글리세롤) 둘 모두를 포함하는 용액에 배치하고 밤새 침지시켰다. 침지 후, 각각의 직사각형을 탁상용 탈수기에서 약 45 분 내지 약 1 시간 동안 건조시킨 다음, 총 4 분 동안 30 초의 간격으로 275 ℉에서 열압착하였다. 그런 다음 샘플을 실온에서 밤새 공기 건조시키고, 후속적으로 팽윤도 (DOS), 침지 시 질량 손실 (ML), 인장 강도 (TS), 및 주관적 유연성 (6 개의 평가, 0-10 척도)에 대해 테스트하였다. 결과가 표 1에 나타난다.
표 1:
다양한 중합체-가소제 비율의 MK7 가죽 유사체 샘플의 재료 성질
Figure pct00002
사용되는 중합체의 유형 (PVA 대 키토산)에 관계없이 특정한 경향이 분명하였다: PP 비율이 증가함에 따라 인장 강도가 증가하고, PP 비율이 증가함에 따라 팽윤도가 증가하고, PP 비율이 증가함에 따라 질량 손실이 감소하고, PP 비율이 증가함에 따라 유연성이 감소한다. 중합체를 MK7 바이오매트에 도입하고 이후 열압착하면 진균 균사체와 중합체 분자 사이에 공유 및 비공유 결합을 형성한다. 이러한 중합체 분자는 또한 서로 결합하여 결합된 구조의 얽힘(entanglement)을 생성한다. 글리세롤과 같은 가소제는 중합체 및 MK7 구조 둘 모두에 결합되지 않고 남아, 중합체와 바이오매스 사이에 화학적 결합 형성을 차단하는 역할을 하는 "자유 부동(free floating)" 분자이다. 가소제가 드물게 존재하는 경우, 더 많은 화학적 결합이 일어날 수 있어, 재료의 강도 및 취성을 증가시킬 수 있다. 가소제가 풍부하게 존재하는 경우, 화학 결합 형성을 차단하여 재료는 유연하지만 강도가 부족하게 된다. 이러한 현상은 다양한 중합체 대 가소제 농도에 의해 획득된 넓은 범위의 인장 강도 (2.70 MPa 내지 8.61 MPa) 및 넓으 범위의 유연성 (주관적인 0-10 척도에서 0.67 내지 9.83)에 의해 증명된다.
중합체로서 PVA를 활용한 샘플은 각각의 테스트 파라미터의 중간 범위에서 보다 일관된 결과를 나타낸 반면, 중합체로서 키토산을 포함하는 샘플은 파라미터 범위의 극단에 보다 광범위하게 걸쳐 보다 덜 일관적인 결과를 나타냈다. 이러한 결과는 증숙 및 비등한 바이오매트 샘플 간의 차이에 부분적으로 기여할 수 있는데; 끓인 샘플은 중합체 용액의 함량을 더욱 균일하게 통합할 수 있고, 따라서 더 나은 성능을 보인 반면, 증숙된 샘플은 더 부서지기 쉬운 경향이 있었다. PVA는 키토산보다 증숙된 바이오매트에 더 쉽고 균일하게 흡수되는 것으로 나타났으며, 이는 PVA 샘플에 대해 얻은 더 일관된 데이터를 설명할 수 있다.
실시예 6
글리세롤 함량이 직물 재료 특성에 미치는 영향
실시예 5의 절차를 반복하되, 중합체/가소제 용액은 중합체를 함유하지 않고 (즉, PVA 또는 키토산 미함유), 가소제 (즉, 글리세롤) 함량을 변화시켜, 글리세롤 함량이 진균 직물 재료의 재료 특성에 미치는 영향을 평가하였다.
MK7 가죽 샘플에 대해 테스트된 글리세롤 농도 범위에 걸쳐, TS, 파단 시 변형률 (SAB), DOS, 및 ML에서 뚜렷한 경향이 관찰되었다. 도 6에 도시된 바와 같이, MK7 가죽의 TS는 글리세롤 농도가 증가함에 따라 감소하는 것으로 관찰되었고; 미리 끓인 바이오매스와 글리세롤이 첨가되지 않고 제조된 샘플로부터 8.65 MPa의 최대 TS를 달성하였으며, 37.5%의 글리세롤 농도가 첨가된 원시 바이오매스 샘플에 대해 1.55 MPa의 최소 TS 값을 달성하였다. 도 7에 도시된 바와 같이, MK7 가죽의 SAB는 글리세롤 농도가 증가함에 따라 증가하는 것으로 관찰되었고, 미리 끓인 바이오매스로부터 제조된 샘플은 이러한 경향을 덜 나타내지만, 이는 변형률 테트 전 일부 샘플의 불완전한 건조로 인한 것일 가능성이 높다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, MK7 가죽의 DOS는 글리세롤 농도가 증가함에 따라감소하는 것으로 관찰된 반면, ML은, 도 9에 도시된 바와 같이, 글리세롤 농도가 증가함에 따라 증가하는 것으로 관찰되었다.
글리세롤은 중합체-중합체 상호작용을 방해하고 자유 공간을 증가시켜 중합체 분자의 이동성을 증가시켜 작용한다. 본 발명의 실시양태에 따른 MK7 가죽에서, PVA 및/또는 키토산 중합체와 함께 천연 MK7 세포 및 배설된 생체고분자 (EPS)의 혼합물이 존재한다. 글리세롤의 부재하에, 첨가된 중합체, 세포, 및 생체고분자는 서로 더 많은 수소 결합, 이온 결합, 및 공유 결합을 형성할 수 있으며; 분자 이동성 및 자유 공간은 낮은 반면, 결합 농도는 높다. 이러한 상태에서, 재료는 더 단단하며, 늘리거나 구부리는데 더 많은 에너지를 필요로 한다. 따라서 글리세롤 농도가 낮을 경우 측정된 TS는 더 높고, 변형률은 낮으며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
실시예 7
로딩 비율이 직물 재료 특성에 미치는 영향
실시예 5의 절차를 반복하되, 중합체/가소제 용액은 가소제를 함유하지 않고 (즉, 글리세롤 미첨가), 전체 중합체 함량 (즉, PVA 및/또는 키토산의 총량)을 변화시켜, 로딩 비율이 진균 직물 재료의 재료 특성에 미치는 영향을 평가하였다.
도 10에 도시된 바와 같이, MK7 가죽의 TS는 중합체 농도가 증가함에 따라 증가사는 것으로 나타났으며; 달리 말하면, 최저 로딩 비율에서, 최고 인장 강도를 관찰하였으며, 그 반대의 경우도 마찬가지였다. TS는 약 36.5%의 중합체 농도까지 중합체 농도에 따라 선형적으로 증가하는 것을 관찰하였고, 이후 약 47.5%의 중합체 농도에서 TS가 감소하는 것을 관찰하였다. 약 47.5% 초과의 중합체 농도에서, TS는 73%의 중합체 농도에서 6.89 MPa의 최대값까지 선형적으로 증가하였다. 이러한 효과는 PVA 및 키토산 분자에 존재하는 많은 하이드록실 기 및 아민 기에 기인하고; 이러한 기가 생물학적 구조와 및 다른 중합체 분자와 공유 결합 및 비공유 결합을 형성할 수 있는 것으로 여겨지지만, 임의의 특정 이론에 제한되고자 하는 것은 아니다. 중합체 농도가 증가함에 따라, 분자간 결합의 농도도 또한 증가한다. 높은 결합 농도는 재료의 강도를 개선한다. 또한, 가죽 샘플을 생성하기 위해 사용된 처리되지 않은 바이오매스는 매질로부터 남아있는 글리세롤 및 유기체에 의해 생성된 EPS 분자 모두를 포함한다. 글리세롤, 및 EPS의 일부 다른 성분은 가죽 구조에 대해 가소제의 역할을 한다. 글리세롤 농도 실험 결과에 기초하여, 바이오매스 농도를 증가시켜, 가소제 농도를 증가시키면 샘플의 TS가 감소할 가능성이 있다는 것이 합리적으로 추론될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, MK7 가죽 샘플의 SAB는 36.5%의 중합체 농도에서 182%의 최대값까지 중합체 농도에 따라 선형적으로 증가하는 것으로 관찰되었다. 중합체 농도가 36.5%를 초과하여 증가함에 따라, SAB는 선형적으로 감소하는 것으로 관찰되었다. 이러한 효과는 가죽 구조 내에서 분자간 결합과 가소화의 경쟁 효과에 기인하는 것으로 여겨지지만, 임의의 특정 이론에 제한되고자 하는 것은 아니다. 높은 로딩 비율에서, 바이오매스 및 가소제 농도는 높은 반면 결합 농도는 낮으며, 분자간 결합 부족으로 인해 재료는 낮은 인장 한계를 가지게 되며; 따라서, 인장 테스트 동안, 인장 한계는 상당한 재료 변형 이전에 도달하여, 낮은 변형률에서 재료 파손을 야기할 수 있다. 대조적으로, 중앙 로딩 비율 (37.5%의 중합체 농도)에서, 상당한 분자간 결합이 발생할 가능성이 있다. 또한 중앙 로딩 비율에서 바이오매스의 상당한 통합으로 인해, 샘플도 상당히 가소화된다. 이러한 특성으로 인해, 인장 한계가 적당히 높고 변형 한계가 적당히 높은 재료가 생성된다. 인장 테스트 동안, 재료는 인장 또는 변형 한계에 도달하기 전에 크게 늘어날 수 있다. 더 낮은 로딩 비율에서, 샘플은 더 이상 크게 가소화되지 않는다. 분자간 결합을 형성하는 중합체의 농도가 높기 때문에, 높은 인장 한계를 가진다. 그러나, 가소화 분자가 부족하면 변형 한계가 낮아지고 최대 TS 값은 더 낮은 해당 SAB 값에 도달한다.
SAB의 유사한 경향이 도 12에 도시된 바와 같이 가죽 샘플의 DOS에서 관찰되었다. 샘플의 DOS는 47.5%의 중합체 농도에서 405%의 최대값까지 중합체 농도와 함께 선형적으로 증가하였다. 중합체 농도가 47.5%를 초과하여 증가함에 따라, DOS의 선형 감소가 관찰되었다. PVA 및 키토산은 하이드로겔, 즉, 물리적 및 화학적으로 결합된 중합체 분자의 3차원 메쉬 또는 네트워크를 포함하는 물질을 형성하는 것으로 알려져 있다. 완전히 가교되지 않은 경우, 하이드로겔 네트워크는 유연하고 중합체 가닥 사이에 공간을 포함하므로, 하이드로겔은 중합체 가닥 사이의 공간에서 많은 양의 물을 늘리고 유지할 수 있다. 완전히 가교되는 경우, 중합체 가닥 사이의 공간이 결합되며 물이 흡수됨에 따라 재료가 덜 구부러진다. 이러한 가교 상태에서, 하이드로겔은 수분 보유 능력이 더 적다. 높은 로딩 비율에서, 소량의 중합체 분자로 인해 물 분자에 대해 이용가능한 결합 부위가 더 적은 것으로 여겨지지만, 임의의 특정 이론에 제한되고자 하는 것은 아니다. 그러므로, 높은 로딩 비율에서, 물을 흡수하는 능력이 적다. 최대 DOS 값은 중앙 중합체 농도에서 관찰되었으며; 이러한 농도에서, 중합체 농도는 상대적으로 높았고, 바이오매스 농도는 상대적으로 높았다. 바이오매스는 흡수된 글리세롤을 함유하고, 가소화된 중합체 네트워크가 낮은 가교 및 높은 수분 보유 능력을 가지게 된다. 중합체 농도가 추가적으로 증가함에 따라, 가소화 영향은 흡수된 글리세롤이 감소함에 따라 감소한다. 이것은 많은 물을 보유할 수 없는 더욱 고도로 가교된 재료를 야기한다.
그러나 MK7 가죽의 ML 값은 임의의 국소 최대값을 나타내지 않았다. 대신에, 도 13에 도시된 바와 같이, ML 값은 중합체 농도가 증가함에 따라 선형적으로 감소하는 것으로 관찰되었다. 이러한 효과는 로딩 비율 감소와 관련된 바이오매스 양의 감소에 기인하는 것으로 여겨지지만, 임의의 특정 이론에 제한되고자 하는 것은 아니다. 바이오매스는 많은 양의 수용성 화합물을 함유하고 있으며, 이는 바이오매스가 침지될 때 수상으로 확산될 수 있다. 따라서 상당한 양의 용해성 화합물을 포함하는 높은 로딩 비율 샘플의 경우 침지 전 및 후의 질량 차이가 훨씬 더 크다.
실시예 8
폴리비닐 알코올-키토산 비율이 직물 재료 특성에 미치는 영향
실시예 5의 절차를 반복하되, 중합체/가소제 용액은 가소제를 함유하지 않으며 (즉, 글리세롤 미첨가) 전체 중합체 함량 (즉, PVA 및/또는 키토산의 총량)을 일정하게 유지하고, PVA 대 키토산의 비율을 변화시켜, 로딩 비율이 진균 직물 재료의 재료 특성에 미치는 영향을 평가하였다.
도 14에 도시된 바와 같이, MK7 가죽 샘플의 TS는 PVA:키토산 중량 비율이 0:100, 50:50, 및 100:0일 때 국소 최대값을 가지는 것으로 관찰되었다. 이러한 지점은 0%, 11.7%, 및 23.4%의 PVA 농도에 해당하며 이러한 지점에서 TS 값은 각각 3.55 MPa, 3.53 MPa, 및 4.32 MPa이었다. 도 15에 도시된 바와 같이, 샘플의 SAB는 TS에 대해 관찰되는 동일한 PVA:키토산 비율에서 국소 최대값을 가지는 것으로 관찰되었다. 이러한 지점에서 SAB 값은 각각 143%, 138%, 및 132%이었다. 국소 TS 최대값은 한 중합체가 부재하고 다른 중합체가 동일한 양으로 존재하는 경우 관찰될 수 있는데, 이는 한 중합체의 화학적 결합이 소량의 다른 중합체를 포함함으로써 파괴될수 있기 때문에, 즉, 소량으로 존재하는 키토산이 PVA 매트릭스 내에서 더 큰 응집체를 형성할 수 있고 그 반대의 경우도 마찬가지이기 때문이지만, 이러한 임의의 특정 이론에 제한되고자 하는 것은 아니다. 중합체 응집체는 큰 중합체 매트릭스의 결합 부위에 대해 바이오매스와 경쟁하여, 강도를 감소시키고 동시에 중합체 분자가 이동하고 늘어나는 능력을 또한 방해한다. 이것은 80:20, 60:40, 40:60, 및 20:80의 PVA:키토산의 비율에서 관찰되는 TS 및 SAB의 낮은 값을 설명한다. 각 중합체의 대략 동일한 양이 첨가될 때, 응집체가 형성될 수 없으며 균질한 중합체 매트릭스가 존재할 수 있다. 응집체가 부재하면, 중합체와 바이오매스 사이에 결합 정도가 증가한다. 또한, 응집체의 부족은 중합체 분자의 이동 및 굴곡을 허용한다. 이것은 50:50의 PVA:키토산 비율에서 관찰되는 TS 및 SAB의 증가를 설명한다.
도 16에 도시된 바와 같이 가죽 샘플의 DOS는 샘플의 PVA 농도가 증가함에 따라 감소하는 것으로 관찰되었다. 도 17에 도시된 바와 같이, 샘플의 ML은 반대 경향을 나타냈다. DOS 값은 단독 중합체로서 PVA를 가지는 샘플에 비해 단독 중합체로서 키톳나을 가지는 샘플에서 3배 더 컸다. 낮은 pH에서 키토산의 아민 기에 양전하를 띄기 때문에 키토산 분자가 PVA 분자보다 물 분자에 대해 친화력이 더 높은것으로 여겨지지만, 임의의 특정 이론에 제한되고자 하는 것은 아니다. 이러한 하전된 아민 기는 또한 시스템 내의 다른 분자, 예를 들어, 바이오매스 입자, 글리세롤, 또는 EPS 성분에 결합할 가능성이 있을 수 있다. 하전된 아민 기로 인해, 키토산 분자는 침지 동안 결합된 채로 남아있을 가능성이 있을 수 있으며, 이것은 Ch의 높은 농도에서 관찰된 낮은 ML 값과 그 반대의 경우도 설명한다.
실시예 9
블렌딩 시간이 진균 입자 길이에 미치는 영향
40 그램의 원시 (처리되지 않은) 진균 바이오매스 및 40 mL의 탈이온수를 작은 Oster 블렌더에 넣고 10 초간 블렌딩하였다. 3 mL의 생성된 혼합물을 블렌더로부터 제거하고 27 mL의 탈이온수와 조합하여 30 mL의 "10-초 블렌드" 테스트 물질을 형성하였다. 블렌더에 남아있는 혼합물을 추가의 10 초 동안 블렌딩하고, 또 다른 3 mL의 샘플을 제거하고 27 mL의 탈이온수와 조합하여 30 mL의 "20-초 블렌드" 테스트 물질을 형성하였다. 이러한 공정을 또 다른 20 초의 블렌딩으로 반복하여 "40-초 블렌드"를 형성하고, 다시 또 다른 20 초 동안 블렌딩한 후 "60-초 블렌드"를 수득하였다. 그런 다음 테스트 물질 각각을 탈이온수에서 추가적으로 9:1로 희석하여, 각각 1 부피%의 블렌딩 혼합물을 포함하는 4 개의 300 mL 샘플을 형성하였다.
4개의 1 부피% 샘플 75 μL 각각을 현미경 슬라이드에 배치하고, 각 샘플의 현미경 사진을 촬영하였다. 각각의 현미경 사진에서 30개의 진균 입자의 겉보기 길이를 측정하였고, 이러한 겉보기 길이를 현미경에서 사용된 배율을 기준으로 각 입자의 실제 길이로 환산하였다. 블렌드에 대한 입자 길이의 히스토그램은 각각 도 18A, 18B, 18C 및 18D에 도시되어 있다.
실시예 10
제조 동안의 발포에 로딩 비율이 미치는 영향
원시 (처리되지 않은) 진균 바이오매스를 대략 1 cm 정사각형으로 자르고, 여러 400 mL 비커 각각에 물, PVA 용액, 키토산, 및 아디프산과 함께 다양한 양으로 첨가하였다. 각 비커에서 혼합물의 높이를 측정한 다음 각 혼합물을 Hamilton Beach HB08 핸드 믹서를 사용하여 1 분 동안 블렌딩한 후, 혼합물의 높이를 다시 측정하였다. 각 혼합물을 30 분간 180 ℃에서 교반하고 (대형 교반 막대, 60 rpm), 혼합물의 높이를 세 번째로 측정한 후, 비커에 일정 부피의 아세트산을 첨가한 후 네 번째로 측정하고; 혼합물울 냉각하는 동안 추가의 10 분간 교반하였다. 각 혼합물을 평평한 트레이에 붓고, 실온에서 2 일 동안 건조시킨 다음, 트레이로부터 제거하고, 275 ℉의 실리콘 질감의 몰드에서 한 번에 10 분간, 개별적으로 5회 열압착하였다. 각 열압착 샘플의 밀도를 측정하였다. 도 19는 "블렌드 오버런(blend overrun)", "가열 오버런(heating overrun)", 및 "전체 오버런(overall overrun)" (각각, 블렌드, 가열, 및 아세트산 첨가 후 출발 혼합물에 대한 부피 변화), 뿐만 아니라 로딩 비율의 함수로서 혼합물의 밀도를 도시한다.
실시예 11
진균 가죽 유사체의 물리적 성질―크기 감소된 바이오매스 대 온전한 바이오매스
진균 가죽 유사체 재료의 8 개의 샘플은 달리 언급되지 않는 한 도 3에 도시된 방법에 따라 제조된 및 이와 관련된 설명에 따라 제조하였다. 상기 8 개의 샘플 가운데, 3 개의 샘플은 단계(310) 이전에 크기 감소된 비활성화 진균 바이오매스로부터 제조하였으며, 제1 샘플은 비-진균 직물 지지체를 가지지 않고, 제2 샘플은 진균 층의 한 쪽 면에 비-진균 직물 (면) 지지체를 가지며, 제3 샘플은 두 개의 진균 층 사이에 "샌드위치된" 비-진균 직물 (면) 층을 가졌다. 다른 5 개의 샘플은 표면 발효 공정에 의해 생성된 온전한 (크기 감소되지 않은) 바이오매트로부터 제조하였으며, 제4, 제5, 및 제6 샘플은 비-진균 직물 지지체를 가지지 않고, 제7 샘플은 진균 층의 한 쪽 면에 비-진균 직물 (면) 지지체를 가지며, 제8 샘플은 두 개의 진균 층 사이에 "샌드위치된" 비-진균 직물 (면) 층을 가졌다.
크기 감소된 진균 바이오매스는 다음과 같이 제조하였다: 물과 해동된 (이전에 동결된) 처리된 바이오매스를 1:1 질량비로 Vitamix 블렌더에 첨가하였다. 이를 대략 2 분간 함께 블렌딩하여 물에서 크기 감소된 바이오매스의 균질한 혼합물을 생성하였다. 별도로, 물, 글리세롤, 키토산, 시트르산, 및 염산의 용액을 제조하였으며, 각 성분은 각각 200 : 17.5 : 6.3 : 1 : 13.5의 질량비였다. 용액의 전체 질량은 바이오매스-물 블렌드 혼합물의 질량과 동일하였다. 키토산이 용해되면, 중합체 수용액과 바이오매스-물 혼합물을 조합하였다. 새롭게 형성된 혼합물을 대략 30 분간 가열하에 교반하여 균질한 페이스트가 형성되도록 하였다. 상기 페이스트를 평평한 비점착성 트레이에 캐스팅하고 주위 조건에서 건조시켰다. 건조되면, 새롭게 형성된 시트 재료를 10 분간 100 ℃에서 가열 압착하였다.
비-진균 (면) 층을 가지는 샘플의 경우에, 면 지지체 재료를 키토산 (1% w/v), 시트르산 (1% w/v), 및 염화 수소 (1% v/v)의 수용액을 사용하여 샘플에 부착하였다. 키토산 용액을 진균 층의 적절한 면(들)에 페인팅하고, 젖은 표면에 면을 도포하였다. 키토산 접착제를 대략 20 분간 건조시킨 다음, 지지체 재료를 접착시키기 위해 샘플을 2 분간 275 ℉에서 열압착하였다.
8개의 진균 가죽 유사체 재료 샘플을 다음의 9 가지 물리적 특징: 두께, 인장 강도, 인장력 , 파단 시 연신율, 인열 저항, 밀도, 굴곡 강도, 팽윤도, 및 침지 후 질량 손실에 대해 테스트하였다. 상기 테스트의 결과가 하기 표 2에 주어진다.
표 2
Figure pct00003
실시예 12
탄소-질소 비율이 진균 가죽 유사체 재료의 특성에 미치는 영향
진균 바이오매트의 표면 발표를 위한 4 가지 성장 배지 (예를 들어, '050, '626, 및 '421 출원에 기재된 배지)를 준비하였으며, 각 배지는 동일한 프럭토스 함량을 가진다. 각 매질의 탄소-대-질소의 몰 비율 ("CN 비율")은 매질의 CN 비율이 각각 5, 8.875, 10, 및 20이 될 때까지 황산암모늄과 우레아의 조합된 함량을 증가 또는 감소시킴으로써 조정하였다 (서로에 대한 상기 두 성분의 비율은 일정하게 유지). 각 배지는 쉐이크 플라스크 접종을 통해 MK7 접종물을 5% v/v로 접종하였다.
각각의 접종된 배지 250 mL를 4 개의 유리 트레이 각각에 붓고, 총 16 개의 접종된 트레이를 생성하였다. 유리 트레이를 27 ℃ 온도의 랩핑된 반응기에 넣고 120 시간 동안 인큐베이션하도록 하고, 72, 96, 및 120 시간에 각 트레이의 사진을 촬영하였다. 각 트레이로부터의 바이오매스 수확하고 30 분간 70 ℃의 탈이온수에서 비활성화하였다. 비활성화 후 각 샘플의 습윤 수율을 결정하여 상대적인 성장 성능을 평가하였다.
바이오매스의 각 샘플을 상기 실시예 11에 기재된 방법에 따라 진균 가죽 유사체 재료로 변환시켰다. 유제화 후, 각 샘플의 다양한 물리적 파라미터를 측정하였다. 결과가 표 3에 주어진다 (나타난 값은 각 CN 비율에 대한 평균).
표 3
Figure pct00004
유제화 공정 전후에 샘플 간의 다양한 정성적 차이도 관찰되었다. CN 비율이 5인 매질에서 성장한 바이오매트는 특히 트레이 중앙 근처에서 자란 바이오매트 부분에서 더욱 "미끄럽고" 눈에 띄게 얇았으며; 비활성화되면, 이러한 진균 샘플은 매우 유연하였다. CN 비율이 8.875 및 10인 배지에서 자란 바이오매트는 비활성화 후 매우 뻣뻣했으며, 이는 바이오매트의 두께에 기인할 수도 있다. CN 비율이 20인 배지에서 자란 바이오매트는 비활성화 단계 전후에 CN 비율이 8.875 및 10인 배지에서 자란 바이오매트보다 더욱 유연하였다.
유제화 공정 이후, CN 비율이 5인 배지로부터 유래된 샘플은 두께가 고르지 않고 재료가 가장 두꺼운 영역에서 유연하지 않은 거승로 관찰되었으며; 열압착 단계 동안 더 큰 압력 하의 영역은 더 빛나고 더 부드러운 질감을 가졌으며, 이는 열압착의 압축으로 인해 사상균의 필라멘트를 정렬하고 압축하기 때문일 수 있다. CN 비율이 8.875인 매질로부터 유래된 샘플이 가장 두껍고 건조 단계 동안 가장 많이 수축되었으며, 표면 질감이 고르지 않았고, 다른 샘플보다 뻣뻣하게 느껴졌다. CN 비율이 10인 매질로부터 유래된 샘플은 두께가 중간 정도였고 CN 비율이 8.875인 매질로부터 유래된 샘플보다 더욱 유연하였으나, 또한 표면이 고르지 않게 나타났고; CN 비율이 5인 매질로부터 유래된 샘플처럼, 열압착 단계 동안 가장 큰 압축에 노출된 영역이 눈에 띄게 빛났다. CN 비율이 20인 매질로부터 유래된 샘플은 두께가 CN 비율이 5인 샘플과 CN 비율 10인 샘플 사이의 중간이었으며, 상대적으로 유연하였고 표면은 약간 더 균질하였으며; 다시 한 번, 열압착 동안 가장 많이 압축된 영역이 가장 많이 빛났다.
실시예 13
진균 가죽 유사체의 열 도핑
5 개의 실험 샘플 각각을 다음과 같이 준비하였다: 75 그램의 글리세롤, 27 그램의 키토산, 4.3 그램의 시트르산, 880 밀리리터의 물, 및 13.5 밀리리터의 진한 염산을 비커에 넣고 키토산이 용해될 때까지 교반하였다. 별도로, 본 명세서 및 '050, '626, 및 '421 출원에 기재된 표면 발효 방법에 의해 생성된 80 그램의 습윤 사상균 바이오매스 및 80 밀리리터의 물을 주방용 블렌더에 넣고 균질해질 때까지 블렌딩하였다. 7.2 그램의 열 도펀트를 블렌더에 첨가하고 (대조군 샘플의 경우 제외), 혼합물을 균질해질 때까지 다시 블렌딩하였다. 160 그램의 키토산 용액을 블렌더에 첨가하고, 상기 혼합물을 다시 균질화하였으며; 300 그램의 생성된 혼합물을 작은 비점착성 트레이에 붓고 23 시간 동안 90 ℉에서 건조시켰다. 건조된 샘플을 10 분간 100 ℃에서 열압착하여 두께가 대략 2 밀리미터인 적당한 유연성의 평평한 시트를 생성하였다.
샘플 각각의 열 특성을 측정하였다. 상기 측정의 결과가 표 4에 주어진다; 도핑되지 않은 원피 가죽의 대조군 샘플, 도핑되지 않은 블렌딩된 진균 가죽 유사체, 및 온전한 바이오매트로부터 제조된 도핑되지 않은 가죽 (각각 CN 비율은 8.875, 10, 및 20이고, "CN8", "CN10", 및 "CN20"으로 표시)을 비교를 위해 또한 테스트하였다.
표 4
Figure pct00005
실시예 14
폴리비닐 아세테이트가 재료 성능에 미치는 영향
바이오매스, 물, 글리세롤, 및 아디프산의 큰 혼합물을 블렌더에서 혼합하고 5개의 동일한 부분으로 분리하였다. 폴리비닐 알코올 (PVA) 및 키토산을 80:20 질량비로 함유하는 5 개의 개별 6% 중합체 용액 제조하였으며, 각 용액은 상이한 유형의 Kuraray PVA을 함유한다. 각 중합체 용액을 바이오매스 혼합물의 일부와 조합하여, 5개의 개별 가죽 전구체 혼합물을 제조하였다. 이러한 가죽 전구체 혼합물 각각을 휴대용 침지 블렌더를 사용하여 개별적으로 혼합하고, 작은 파이렉스 트레이에 부은 다음 트레이 위에서 팬을 불어 실온에서 건조하였다. 각 샘플의 수분 함량이 20% 이하에 도달하면, 100 ℃에서 10 분간 개별적으로 2회 열압착하였다. 그런 다음 샘플을 실온에서 밤새 건조되도록 하고, 인장 및 인열 강도에 대해 테스트하고 질감 및 내수성에 대해 정성적으로 조사하였다. 각 가죽 샘플은 로딩 비율이 75:25이었고 가소제 함량이 22.5 중량%이었다. 상기 테스트의 결과가 표 5에 제공된다.
표 5
Figure pct00006
분자량과 직접적인 관계가 있는 PVA의 점도는 인장 및 인열 강도에 상당한 영향을 미치며, 점도가 낮은 PVA는 인장 및 인열 특성이 좋지 않다. 점도가 높은 유형의 경우, 가수분해 정도가 인장 및 인열 특성을 결정하는 요소로 나타났으며; 가수분해의정도가 낮은 샘플은 더 나은 인장 및 인열 특성을 나타냈다. 본 발명자들은 보다 높은 농도의 아세테이트 기가 가소제 역할을 하여 내부 분자의 자유로운 이동을 가능하게 하고 미시적 수준에서 감소된 균열 및 취성을 감소시켜, 샘플의 전체적인 강도 및 유연성을 증가시킨다는 가설을 세웠으나, 임의의 특정 이론에 제한되고자 하는 것은 아니다.
본 발명은 다양한 양태, 실시양태, 및 구성에서, 다양한 양태, 실시양태, 구성, 하위조합, 및 이의 하위세트를 포함하여 실질적으로 본 명세서에 도시되고 기재된 바와 같은 성분, 방법, 공정, 시스템 및/또는 장치를 포함한다. 당업자는 본 개시내용을 이해한 후 다양한 양태, 양태, 실시양태, 및 구성을 제조 및 사용하는 방법을 이해할 것이다. 본 발명은, 다양한 양태, 실시양태, 및 구성에서, 본 명세서에 도시 및/또는 기재되지 않은 물품이 부재하는 경우, 또는 이의 다양한 양태, 실시양태, 및 구성에서, 예를 들어, 성능을 개선하고, 용이성을 달성하고 및/또는 구현 비용을 절감하기 위해 이전에 장치 또는 공정에서 사용될 수 있는 이러한 물품이 부재하는 경우, 장치 및 공정을 제공하는 것을 포함한다.
본 명세서의 전술한 논의는 예시 및 설명을 목적으로 제시되었다. 전술한 내용은 본 명세서에 개시된 형태 또는 형태들로 본 개시내용을 제한하고자 의도된 것은 아니다. 전술한 상세한 설명에서, 예를 들어, 본 발명의 다양한 특징은 본 발명을 간소화할 목적으로 하나 이상의, 양태, 실시양태, 및 구성으로 함께 그룹화된다. 본 발명의 양태, 실시양태, 및 구성은 상기 논의된 바와 다른 대안의 양태, 실시양태, 및 구성과 조합될 수 있다. 본 발명의 방법은 청구된 개시 내용이 각 청구항에 명시적으로 언급된 것보다 더 많은 특징을 요구한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 다음의 특허 청구범위가 반영하는 바와 같이, 본 발명의 양태는 단일의 전술한 개시된 양태, 실시양태, 및 구성의 모든 특징보다 더 적다. 이에 따라, 다음의 특허 청구범위는 상기 상세한 설명에 포함되며, 각각의 청구항은 그 자체가 본 발명의 개별적인 바람직한 실시양태로서 존재한다.
게다가, 본 발명의 설명이 하나 이상의 양태, 실시양태, 또는 구성 및 특정 변형 및 수정을 포함했지만, 다른 변형, 조합, 및 수정은, 예를 들어, 본 발명을 이해한 후 당업자의 기술 및 지식 내에 있을 수 있는 바와 같이 본 발명의 범위 내에 있다. 이것은 청구된 것에 대한 대안적이며, 호환가능한 및/또는 등가의 구조, 기능, 범위 또는 단계를 포함하여, 이러한 대안적이며, 호환가능한 및/또는 등가의 구조, 기능, 범위 또는 단계를, 본 명세서에 개시되어 있는지 여부와 관계없이, 그리고 임의의 특허 가능한 주제를 공개적으로 제공하려는 의도 없이, 허용되는 범위까지 대안의 양태, 실시양태, 및 구성을 포함하는 권리를 획득하기 위한 것이다.

Claims (80)

  1. 진균 바이오매스(fungal biomass)를 포함하는 내구성 시트 재료(durable sheet material)를 제조하는 방법으로서,
    (a) 용액이 비활성화 진균 바이오매스에 침투하도록 하는 단계로서, 그 용액은 용매와, 중합체, 가교제, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 성분을 포함하는 것인 단계; 및
    (b) 바이오매스를 경화시켜 바이오매스로부터 용매를 제거하고 내구성 시트 재료를 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 진균 바이오매스는 진균 균사체(fungal mycelia)를 포함하는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 비활성화 진균 바이오매스는 단계 (a) 이전에 크기 감소되며, 단계 (a)는 크기 감소된 비활성화 진균 바이오매스를 용액과 블렌딩하여 블렌딩된 조성물을 형성하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 블렌딩된 조성물을 캐스팅하여 캐스트 시트를 형성하는 단계로서, 용매가 단계 (b)에서 그 캐스트 시트로부터 제거되는 것인 단계를 추가로 포함하는 방법.
  5. 제3항에 있어서, 크기 감소된 비활성화 진균 바이오매스는 약 125 마이크론 이하의 평균 입자 크기를 갖는 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 비활성화 진균 바이오매스는 응집성 진균 바이오매스를 포함하며, 단계 (a)는 비활성화 진균 바이오매스 및 용액을 함께 일정 시간 동안 교반하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 응집성 진균 바이오매스는 표면 발효 공정 또는 침지 고체 표면 발효 공정에 의해 생성되는 것인 방법.
  8. 제6항에 있어서, 시간은 적어도 약 4 시간, 적어도 약 5 시간, 적어도 약 10 시간, 적어도 약 15 시간, 적어도 약 20 시간, 또는 적어도 약 25 시간으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  9. 제6항에 있어서, 시간은 약 10 시간 내지 약 20 시간인 방법.
  10. 제6항에 있어서, 교반 단계는 대기압 이외의 압력에서 수행되는 것인 방법.
  11. 제10항에 있어서, 압력은 대기압 이하인 방법.
  12. 제10항에 있어서, 압력은 대기압 초과인 방법.
  13. 제6항에 있어서, 비활성화 진균 바이오매스를 수산화칼슘 및 탄닌으로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화학 물질로 처리하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 비활성화 진균 바이오매스는 침지 발효에 의해 생성된 진균 페이스트를 포함하는 것인 방법.
  15. 제1항에 있어서, 용액은 폴리비닐 알코올, 키토산, 폴리에틸렌 글리콜, 알기네이트, 전분, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴산, 히알루론산, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택된 중합체를 포함하는 것인 방법.
  16. 제1항에 있어서, 용액은 중합체를 포함하며, 중합체는 내구성 시트 재료의 약 25 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 20 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 15 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 10 중량% 이하, 및 내구성 시트 재료의 약 5 중량% 이하로 구성되는 군으로부터 선택된 양으로 내구성 시트 재료 내에 존재하는 것인 방법.
  17. 제1항에 있어서, 용액은 시트르산, 탄닌산, 수베르산, 아디프산, 석신산, 추출된 식물성 탄닌, 글리옥살, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택된 가교제를 포함하는 것인 방법.
  18. 제1항에 있어서, 용액은 가소제를 추가로 포함하는 것인 방법.
  19. 제18항에 있어서, 가소제는 글리세롤 및 이의 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 시트르산, 올레산, 올레산 폴리올 및 이의 에스테르, 에폭시화 트라이글리세라이드 식물성 오일, 캐스터 오일, 펜타에리트리톨, 지방산 에스테르, 카복실산 에스테르계 가소제, 트라이멜리테이트, 아디페이트, 세바케이트, 말레이트, 생물학적 가소제, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  20. 제1항에 있어서, 진균 바이오매스는 우스틸라기날레스(Ustilaginales), 루수랄레스(Russulales), 아가리칼레스(Agaricales), 페지잘레스(Pezizales), 및 하이포크레알레스(Hypocreales)로 구성되는 군으로부터 선택된 목에 속하는 적어도 하나의 사상균(filamentous fungus)을 포함하는 것인 방법.
  21. 제1항에 있어서, 진균 바이오매스는 우스틸라기나세애(Ustilaginaceae), 헤리시아세애(Hericiaceae), 폴리포라세애(Polyporaceae), 그리폴라세애(Grifolaceae), 리오필라세애(Lyophyllaceae), 스트로파리아세애(Strophariaceae), 리코페르다세애(Lycoperdaceae), 아가리카세애(Agaricaceae), 플레우로타세애(Pleurotaceae), 파이살라크리아세애(Physalacriaceae), 옴팔로타세애(Omphalotaceae), 투버라세애(Tuberaceae), 모르첼라세애(Morchellaceae), 스파라시다세애(Sparassidaceae), 넥트리아세애(Nectriaceae), 및 코르디시피타세애(Cordycipitaceae)로 구성되는 군으로부터 선택된 과에 속하는 적어도 하나의 사상균을 포함하는 것인 방법.
  22. 제1항에 있어서, 진균 바이오매스는 아가리쿠스(Agaricus), 칼로시베(Calocybe), 칼바티아(Calvatia), 코르디셉스(Cordyceps), 디스시오티스(Disciotis), 포메스(Fomes), 푸사리움(Fusarium), 가노데르마(Ganoderma), 그리폴라(Grifola), 헤리쿨룸(Hericululm), 하이폴로마(Hypholoma), 힙시지구스(Hypsizygus), 모르첼라(Morchella), 폴리오타(Pholiota), 플레우로투스(Pleurotus), 폴리포루스(Polyporous), 스파라스시스(Sparassis), 스트로파리아(Stropharia), 투베르(Tuber), 및 우스틸라고(Ustilago)로 구성되는 군으로부터 선택된 속에 속하는 적어도 하나의 사상균을 포함하는 것인 방법.
  23. 제1항에 있어서, 진균 바이오매스는 우스틸라고 에스큘렌타(Ustilago esculenta), 헤리쿨룸 에리나세우스(Hericululm erinaceus), 폴리포루스 스쿠아모수스(Polyporous squamosus), 그리폴라 프론도사(Grifola frondosa), 힙시지구스 마모레우스(Hypsizygus marmoreus), 힙시지구스 울마리우스(Hypsizygus ulmarius), 칼로시베 감보사(Calocybe gambosa), 폴리오타 나메코(Pholiota nameko), 칼바티아 기간티(Calvatia gigantea), 아가리쿠스 비스포루스(Agaricus bisporus), 스트로파리아 루고소아눌라타(Stropharia rugosoannulata), 하이폴로마 라테리튬(Hypholoma lateritium), 플레우로투스 에린기이(Pleurotus eryngii), 플레우로투스 오스트레아투스(Pleurotus ostreatus), 플레우로투스 오스트레아투스 변종 콜롬비누스(Pleurotus ostreatus var. columbinus), 투베르 보르키이(Tuber borchii), 모르첼라 에스큘렌타(Morchella esculenta), 모르첼라 코니아(Morchella conica), 모르첼라 임포르투나(Morchella importuna), 스파라시스 크리스파(Sparassis crispa), 푸사리움 베네나툼(Fusarium venenatum), MK7 ATCC 기탁 번호 PTA-10698, 디스시오티스 베노사(Disciotis venosa), 및 코르디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris)로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 사상균을 포함하는 것인 방법.
  24. 제1항에 있어서, 용액은 안료, 가용화제, 및 pH 조절제 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 것인 방법.
  25. 제24항에 있어서, 용액은 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 가용화제를 포함하는 것인 방법.
  26. 제24항에 있어서, 용액은 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 pH 조절제를 포함하는 것인 방법.
  27. 제1항에 있어서, 내구성 시트 재료는 아이소펩타이드 결합으로 가교된 단백질을 포함하는 것인 방법.
  28. 제1항에 있어서, 단계 (b) 이후 (i) 열 도펀트를 비활성화 진균 바이오매스에 첨가하는 단계 및 (ii) 열 도펀트를 내구성 시트 재료에 첨가하는 단계 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 열 도펀트의 양은 내구성 시트 재료의 적어도 약 2.5 중량%, 내구성 시트 재료의 적어도 약 5 중량%, 내구성 시트 재료의 적어도 약 7.5 중량%, 내구성 시트 재료의 적어도 약 10 중량%, 내구성 시트 재료의 적어도 약 12.5 중량%, 내구성 시트 재료의 적어도 약 15 중량%, 및 내구성 시트 재료의 적어도 약 17.5 중량%으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  30. 제28항에 있어서, 열 도펀트의 양은 내구성 시트 재료의 약 20 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 17.5 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 15 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 12.5 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 10 중량% 이하, 내구성 시트 재료의 약 7.5 중량% 이하, 및 내구성 시트 재료의 약 5 중량% 이하로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  31. 제28항에 있어서, 열 도펀트는 세라믹 재료, 금속 재료, 중합체 재료, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  32. 제28항에 있어서, 열 도펀트는 활성탄, 알루미늄 옥사이드, 벤토나이트, 규조토, 에틸렌 비닐 아세테이트, 리그닌, 나노실리카, 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 실리콘, 및 이트륨 옥사이드로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  33. 제1항에 있어서, 비활성화 진균 바이오매스는 크기 감소된 비활성화 진균 바이오매스인 방법.
  34. 제1항에 있어서, 비활성화 진균 바이오매스는 표면 발효 공정에 의해 생성된 바이오매트 또는 이의 일부를 포함하는 것인 방법.
  35. 제1항에 있어서, 비활성화 진균 바이오매스는 탄소-대-질소 몰비가 약 5 내지 약 20, 또는 약 7 내지 약 15인 성장 배지에서 성장되는 것인 방법.
  36. 직물 조성물로서,
    비활성화 진균 바이오매스; 및
    가소제, 중합체, 가교제, 및 염료로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 성분
    을 포함하며, 여기서 적어도 하나의 성분은 진균 균사체 바이오매스에 분포되는 것인 직물 조성물.
  37. 제36항에 있어서, 적어도 약 1 mm의 두께를 갖는 직물 조성물.
  38. 제36항에 있어서, 적어도 약 30 N의 인열력을 갖는 직물 조성물.
  39. 제36항에 있어서, 적어도 약 10 N/mm의 인열 강도를 갖는 직물 조성물.
  40. 제36항에 있어서, 약 5 그램-센티미터 이하의 굴곡 강도를 갖는 직물 조성물.
  41. 제36항에 있어서, 적어도 약 10 MPa의 인장 강도를 갖는 직물 조성물.
  42. 제36항에 있어서, 적어도 약 3의 물 얼룩 회색 스케일 등급(water spotting grey scale rating)을 갖는 직물 조성물.
  43. 제36항에 있어서, 적어도 약 4의 일광 견뢰도 블루 울 등급(light color fastness blue wool rating)을 갖는 직물 조성물.
  44. 제36항에 있어서, 건조시 적어도 약 3의 마찰 견뢰도 회색 스케일 등급(rub color fastness grey scale rating)을 갖는 직물 조성물.
  45. 제36항에 있어서, 습윤시 적어도 약 2의 마찰 견뢰도 회색 스케일 등급을 갖는 직물 조성물.
  46. 제36항에 있어서, 비-진균 직물 재료의 적어도 하나의 지지체층을 추가로 포함하는 것인 직물 조성물.
  47. 제46항에 있어서, 비-진균 직물 재료는 아크릴 직물, 알파카 직물, 앙고라 직물, 캐시미어 직물, 코이어 직물, 면 직물, 철사(eisengarn) 직물, 대마 직물, 황마 직물, 케블러 직물, 리넨 직물, 마이크로화이버 직물, 모헤어 직물, 나일론 직물, 올레핀 직물, 파시미나 직물, 폴리에스테르 직물, 피냐 직물, 모시 직물, 레이온 직물, 바다 실크 직물, 실크 직물, 사이잘 직물, 스판덱스 직물, 스파이더 실크 직물, 울 직물, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 직물 조성물.
  48. 제36항에 있어서, 열 도펀트를 추가로 포함하는 직물 조성물.
  49. 제48항에 있어서, 열 도펀트는 세라믹 재료, 금속 재료, 중합체 재료, 및 이들의 조합 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 직물 조성물.
  50. 제48항에 있어서, 열 도펀트는 활성탄, 알루미늄 옥사이드, 벤토나이트, 규조토, 에틸렌 비닐 아세테이트, 리그닌, 나노실리카, 폴리카프로락톤, 폴리락트산, 실리콘, 및 이트륨 옥사이드로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 직물 조성물.
  51. 제48항에 있어서, 직물 조성물의 열 특성은 열 도펀트의 부재 하의 직물 조성물의 동일 열 특성에 대해 변경되며, 여기서 열 특성은 열 분출성, 열 전도성, 열 용량, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 직물 조성물.
  52. 제36항의 직물 조성물을 포함하는 제조 물품으로서, 의류 물품, 악세서리 품목, 및 가구 품목으로 구성되는 군으로부터 선택되는 제조 물품.
  53. 내구성 시트 재료를 제조하는 방법으로서,
    (a) 비활성화 진균 바이오매스를, 수산화칼슘를 포함하는 수용액과 접촉시켜, 석회화된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계;
    (b) 석회화된 비활성화 진균 바이오매스를, 황산암모늄을 포함하는 수용액과 접촉시켜, 탈석회화된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계;
    (c) 탈석회화된 비활성화 진균 바이오매스를, 중합체를 포함하는 수용액과 접촉시켜, 침산된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계;
    (d) 침산된 비활성화 진균 바이오매스를, 가교제를 포함하는 수용액과 접촉시켜, 유제화된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계;
    (e) 유제화된 비활성화 진균 바이오매스를, 가소제를 포함하는 수용액과 접촉시켜, 가소화된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계;
    (f) 가소화된 비활성화 진균 바이오매스를 건조시켜 건조된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; 및
    (g) 건조된 비활성화 진균 바이오매스를 열압착하여 내구성 시트 재료를 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  54. 제53항에 있어서, 단계 (a) 및 (b), 단계 (b) 및 (c), 단계 (c) 및 (d), 및 단계 (d) 및 (e)로 구성되는 군으로부터 선택된 임의의 단계 쌍 사이에, 비활성화 진균 바이오매스를 물로 세정하여 잔류 수용액을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  55. 제53항에 있어서, 단계 (a) 내지 (e) 중 적어도 하나는 비활성화 진균 바이오매스를 수용액과 교반하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  56. 제53항에 있어서, 단계 (a) 내지 (c) 중 적어도 하나의 수용액은 계면활성제 또는 가용화제를 추가로 포함하는 것인 방법.
  57. 제56항에 있어서, 계면활성제 또는 가용화제는 폴리솔베이트, 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  58. 제53항에 있어서, 중합체는 폴리비닐 알코올, 키토산, 폴리에틸렌 글리콜, 알기네이트, 전분, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴산, 히알루론산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  59. 제53항에 있어서, 단계 (c)의 수용액은 글리세롤 및 이의 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 시트르산, 올레산, 올레산 폴리올 및 이의 에스테르, 에폭시화 트라이글리세라이드 식물성 오일, 캐스터 오일, 펜타에리트리톨, 지방산 에스테르, 카복실산 에스테르계 가소제, 트라이멜리테이트, 아디페이트, 세바케이트, 말레이트, 생물학적 가소제, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된 가소제를 추가로 포함하는 것인 방법.
  60. 제53항에 있어서, 단계 (c)의 수용액은 알칼리 금속 할로겐화물을 추가로 포함하는 것인 방법.
  61. 제60항에 있어서, 알칼리 금속 할로겐화물은 염화나트륨인 방법.
  62. 제53항에 있어서, 가교제는 시트르산, 탄닌산, 수베르산, 아디프산, 석신산, 추출된 식물성 탄닌, 글리옥살, 및 이들의 조합 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  63. 제53항에 있어서, 가소제는 글리세롤 및 이의 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 시트르산, 올레산, 올레산 폴리올 및 이의 에스테르, 에폭시화 트라이글리세라이드 식물성 오일, 캐스터 오일, 펜타에리트리톨, 지방산 에스테르, 카복실산 에스테르계 가소제, 트라이멜리테이트, 아디페이트, 세바케이트, 말레이트, 생물학적 가소제, 및 이들의 조합 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  64. 내구성 시트 재료를 제조하는 방법으로서,
    (a) 수 중에서 바이오매스를 비등시켜 진균 바이오매스를 비활성화하는 단계;
    (b) 비활성화 진균 바이오매스를, 수산화칼슘을 포함하는 수용액과 접촉시켜, 석회화된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계;
    (c) 석회화된 비활성화 진균 바이오매스를, 황산암모늄을 포함하는 수용액과 접촉시켜, 탈석회화된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계;
    (d) 탈석회화된 비활성화 진균 바이오매스를, 알칼리 금속 할로겐화물을 포함하는 수용액과 접촉시켜, 침산된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계;
    (e) 침산된 비활성화 진균 바이오매스를, 제1 가교제와 접촉시켜, 유제화된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계;
    (f) 유제화된 비활성화 진균 바이오매스를, 제2 가교제 및 중합체 중 적어도 하나를 포함하는 수용액과 접촉시켜, 재유제화된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계;
    (g) 재유제화된 비활성화 진균 바이오매스를 가지 오일(fatliquoring oil)과 접촉시켜, 가지된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계;
    (h) 비-진균 직물 지지체를 비활성화 진균 바이오매스에 부착하여 지지된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계;
    (i) 지지된 비활성화 진균 바이오매스를 열압착하여 열압착된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계;
    (j) 열압착된 비활성화 진균 바이오매스를 건조시켜 건조된 비활성화 진균 바이오매스를 형성하는 단계; 및
    (k) 피니싱 왁스, 피니싱 오일, 및 나이트로셀룰로스 중 적어도 하나를 건조된 비활성화 진균 바이오매스에 도포하여 내구성 시트 재료를 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  65. 제64항에 있어서, 단계 (b) 및 (c), 단계 (c) 및 (d), 및 단계 (e) 및 (f)로 구성되는 군으로부터 선택된 임의의 단계의 쌍 사이에, 비활성화 진균 바이오매스를 물로 세정하여 잔류 수용액을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  66. 제64항에 있어서, 단계 (a) 내지 (g) 중 적어도 하나는 비활성화 진균 바이오매스를 수용액과 교반하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  67. 제64항에 있어서, 단계 (a) 및 (c) 중 적어도 하나의 수용액은 계면활성제 또는 가용화제를 추가로 포함하는 것인 방법.
  68. 제67항에 있어서, 계면활성제 또는 가용화제는 폴리솔베이트, 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  69. 제64항에 있어서, 중합체는 폴리비닐 알코올, 키토산, 폴리에틸렌 글리콜, 알기네이트, 전분, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴산, 히알루론산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  70. 제64항에 있어서, 알칼리 금속 할로겐화물은 염화나트륨인 방법.
  71. 제64항에 있어서, 단계 (d) 내지 (f) 중 적어도 하나의 수용액은 pH 조절제를 포함하는 것인 방법.
  72. 제71항에 있어서, pH 조절제는 염산, 아세트산, 포름산, 락트산, 또는 이들의 조합물 또는 혼합물, 또는 금속 수산화물을 포함하는 것인 방법.
  73. 제64항에 있어서, 제1 가교제는 알루미늄 염, 크롬 염, 티탄 염, 알데하이드, 또는 이들의 조합물 또는 혼합물을 포함하는 것인 방법.
  74. 제73항에 있어서, 제1 가교제는 알루미늄 실리케이트인 방법.
  75. 제64항에 있어서, 제2 가교제는 시트르산, 탄닌산, 수베르산, 아디프산, 석신산, 추출된 식물성 탄닌, 글리옥살, 및 이들의 조합 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  76. 제64항에 있어서, 중합체는 폴리비닐 알코올, 키토산, 폴리에틸렌 글리콜, 알기네이트, 전분, 폴리카프로락톤, 폴리아크릴산, 히알루론산, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  77. 제64항에 있어서, 단계 (f)의 수용액은 음이온성 염료를 추가로 포함하는 것인 방법.
  78. 제64항에 있어서, 가지 오일은 황산화 캐스터 오일, 밀랍, 코코넛 오일, 식물성 오일, 올리브 오일, 아마씨 오일, 올레산, 및 이들의 조합 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  79. 제64항에 있어서, 가지 오일은 에멀전을 포함하며, 방법은 단계 (g) 및 (h) 사이에, 가지 오일을 산과 접촉시켜, 에멀전을 해리시키는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
  80. 제64항에 있어서, 피니싱 왁스는 카르나우바 왁스, 칸데릴라 왁스, 및 이들의 조합물 및 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
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