使用微生物染色织物的方法技术

本发明专利技术涉及使用微生物染色织物、纱线和纤维的方法，其中使用高于阈值浓度的碳源使含染料微生物在纺织纤维上的吸附得到改善。使用热处理步骤，包含在微生物中的染料分子从微生物中释放出来，并直接和局部地固着在纺织纤维上。所述热处理也使载体微生物失活。单种或多种微生物物种以及由所述单种或多种微生物物种产生的单种或多种染料可创造各种纺织品颜色。在微生物产生染料之前、之间或之后，但在染料释放热处理步骤之前，也可以加入合适的合成染料。

Method of dyeing fabric with microorganism

The invention relates to a method for dyeing fabrics, yarns and fibers with microbes, wherein the adsorption of dye containing microorganisms on textile fibers is improved by using carbon sources above the threshold concentration. Using the heat treatment process, the dye molecules contained in the microorganism are released from the microbes and are fixed directly and locally on the textile fibers. The heat treatment also makes the carrier microbes inactive. Single or multiple microbial species, as well as single or multiple dyes produced by one or more microbial species, can create a variety of textile colors. Before, between, or after the microorganism produces the dye, the suitable synthetic dye can also be added before the dye releases the heat treatment step.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用微生物染色织物的方法本专利技术涉及使用微生物染色织物、纱线和纤维的方法，其中使用高于阈值浓度的碳源使含染料微生物在纺织纤维上的吸附得到改善。使用热处理步骤，包含在微生物中的染料分子从微生物中释放出来，并直接和局部地固着在纺织纤维上。所述热处理也使载体微生物失活。单种或多种微生物物种以及由所述单种或多种微生物物种产生的单种或多种染料可创造各种纺织品颜色。在微生物产生染料之前、之间或之后，但在染料释放热处理步骤之前，也可以加入合适的合成染料。染料生产大多数当代织物染料是化学合成的，需要有毒的前体和溶剂。据估计，全球范围内每年工业使用超过10,000种不同的染料和色素，生产超过700,000吨的合成染料(Chequeretal.,2013,Eco-friendlytextiledyeingandfinishing,pp.151-176)。色素的微生物生产已经研究了数百年。对于诸如灵菌红素(prodigiosin)和紫色杆菌素(violacein)的色素，天然存在的微生物已被专门培养用于色素生产(JP10113169；JP55019070A；JP55148091；JP63245666A)。Ensley的美国专利号4,520,103描述了在无吲哚的培养基中用重组细菌生产靛蓝的方法。特别描述了应用编码芳香族双加氧酶的基因，所述基因来自于另一细菌并用于转化吲哚，使用重组大肠杆菌的特定菌株由吲哚生产靛蓝(indigo)或靛蓝素(indigotin)。VanGrinsven等人的美国专利号5,112,747中描述了吲哚制备。Hart等人(Microbiology138211-216(1992)描述了含有用于产生靛蓝和靛红的克隆的红球菌基因的重组大肠杆菌。产生了吲哚，其被氧化成靛蓝。Eyal等人的美国专利号5,077,201描述了新的羊肚菌(Morelmushroom)突变菌株，已经发现其通过深层发酵在含有碳和氮底物的营养培养基中产生蓝色色素靛蓝。已经对包括甘油、麦芽糖、蔗糖、柠檬酸盐(citrate)、乳糖和葡萄糖在内许多碳源评估了微生物色素沉积(WorldJournalofMicrobiology&Biotechnology(2005)21:969-972)。如本文其他地方所讨论的，碳源例如甘油在超过10％(v/v)的浓度作为抗菌剂。相应地，在通常5％(v/v)，更通常1％(v/v)的温和浓度，这些化合物在微生物色素生产过程中用作碳源。染料提取一旦作为染料使用的色素由微生物产生，提取方法包括使用有机溶剂如氯仿，乙醚，乙酸乙酯，硫酸水溶液，丙酮，己烷，苯，乙醇或甲醇(美国专利5,077,201；美国专利5,691,171；RettoriandDuran,1998,WorldJ.Microbiol.Biotech14:685-688；JP10113169；JP63245666A)，或在水溶液中煮沸微生物(JP2810287B2；JP10113169)。溶剂提取产生废弃化学品，其回收或处理是困难和昂贵的，并且如果排放到水路中对于水生生物是非常有害的。二次色素提取步骤可包括体积缩减、溶剂变化或超声或冷冻(美国专利5,834,297；美国专利5,691,171)。织物预处理美国专利6,436,696公开了在没有表面活性剂的情况下用酶处理纺织纤维，具有增加纤维润湿性和吸收性的效果。所述酶是果胶酶、纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶或其组合。通过用纤维素酶和果胶酶的混合物处理，发现棉纤维的润湿性最显著地提高。如美国专利6,436,696所公开的，所述酶可由包括真菌和细菌在内的微生物产生。产生合适脂肪酶的微生物包括南极假丝酵母(Candidaancudensis)，南极假丝酵母(CandidaAntarctica)，马鞭草假丝酵母(Candidaatmaspherlca)，假单胞菌(Candidabombi)，解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)，巨大芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌和许多其他。已知的织物预处理已被用于微生物生产的染料的染色过程中。预处理包括：1)标准皂(standardsoap)、无水碳酸钠、L-组氨酸单盐酸盐一水合物、NaCl和NaHPO4，用于织物溶胀和去除杂质，以及2)媒染剂如明矾、硫酸铜、硫酸亚铁、硅酸钠、熟石灰和罗望子制剂(Chequeretal.,2013,Eco-friendlytextiledyeingandfinishing,pp.151-176)。染料沉积自20世纪40年代以来，已经发现甘油和甘油衍生的醇酸树脂广泛应用于纺织品的许多染色和印花工艺(由甘油生产者协会编制的“甘油用途”)。甘油本身产生具有优异可加工性的着色剂糊剂(paste)，促进染料在印花糊剂中的固色，增加印刷中的颜色值，并有助于水分在调色装置中的保留。由于其防止染料干燥并防止染料粘附在圆筒的侧面，甘油是许多以糊剂形式运输的染料的成分。在本申请中，其非腐蚀性和低凝固点是理想的。在染色期间，存在于染料糊中的甘油的水混溶性及其对许多类型着色剂的溶剂作用有助于将后者分散在染浴中，其中甘油的高沸点是另一个优点。偶尔将甘油直接添加到染浴中，就像尼龙任务委员会(NylonTaskCommittee)在第二次世界大战期间开发的满足军需团队的耐洗性和其他要求的尼龙染色配方一样。在萘酚染色中，有时在偶联前使用甘油以提高萘酚溶液的稳定性。通常用于染料混合物和染料糊剂中的甘油的浓度受到限制，以便使得染色后织物干燥所需的时间最小化，并分别减少划线(markingoff)的难度("Technicus"RayonTextileMo.24,65,Aug.1943)。在一种情况下，为了染色蓝色底纹，使用以下混合物：1.7kg氯代阴丹士林蓝(ChlorindanthreneBlue)；39.0升氢氧化钠；6.4kg次硫酸盐；和0.5kg甘油(TextileResearchJournalMarch1944vol.14no.369-73)。此处甘油浓度为1.1％(v/v)。根据Bennett,H.,"ChemicalFormulary,"Vol.VI,NewYork,Chem.PublishingCo.,pp.518-9,1943，典型的纺织印花染料含有：20g直接色(directcolor)；310g热水；50g甘油；20g磷酸钠；500g淀粉基增稠剂；100g卵清蛋白。罗伯特·戈登大学在线指定的现代酸性印花浆含有0.1-3g酸性染料，5g甘油；20ml温水；60gManutexRS；2g草酸铵；和5ml热水。因此，可以观察到织物印花染料中所含的甘油的推荐浓度在70多年来保持在5％(v/v)。其中甘油获得应用的其他染色方法包括乙酸织物的还原染色、用直接色对棉的染色和制备用于羊毛、丝绸、棉、合成纤维和特别是由纤维素制成的人造纤维和短纤维的染色化合物。喷雾染色工艺经常使用甘油作为染料或色素的溶剂、分散剂和悬浮剂。所得组合物的非发泡特性促进均匀染色。它还可用于产生“umbray”效果的混合色调(blendedtints)。此外，它还适用于流化床染色、分散的醋酸染料和偶氮染料。甘油也被用作纺织调理剂，其广泛用于纱线或织物的润滑、上浆和软化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种染色基底的方法，该方法包括以下步骤：a.在待染色的基底的存在下，并且在含有高于预定阈值浓度碳源的生长培养基的存在下，培养产生染料的微生物，使得微生物与所述基底接触培养；b.将培养的微生物裂解，以释放染料与所述基底接触；和c.将释放的染料固着在基底上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种染色基底的方法，该方法包括以下步骤：a.在待染色的基底的存在下，并且在含有高于预定阈值浓度碳源的生长培养基的存在下，培养产生染料的微生物，使得微生物与所述基底接触培养；b.将培养的微生物裂解，以释放染料与所述基底接触；和c.将释放的染料固着在基底上。2.根据权利要求1所述的方法，其中根据所选的碳源，碳源的预定阈值浓度为10％(v/v)至90％(v/v)之间，以优化含染料微生物对基底的转移率以及随后染料对基底的固着质量。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中裂解和固着步骤是在单一程序中进行。4.根据前述任一权利要求所述的方法，其中通过将基底和微生物暴露于101℃以上加热来实现裂解和固着步骤。5.根据前述任一权利要求所述的方法，其中选择选自温度、二氧化碳浓度、pH和搅拌频率中的一种或多种培养参数，以便优化染料的生产、对基底的转移率和对基底的固着质量。6.根据前述任一权利要求所述的方法，进一步包括在步骤1a之前，在没有待染色基底存在的情况下，初始培养产染料微生物的步骤。7.根据前述任一权利要求所述的方法，进一步包括在步骤1c之前和之后，洗涤染色的基底以便去除废弃污染物的步骤。8.根据前述任一权利要求所述的方法，其中同时使用两种或更多种不同的产染料微生物种类。9.根据前述任一权利要求所述的方法，其中两种或多种不同的染料由一种或多种不同的微生物产生。10.根据前述任一权利要求所述的方法，其中在裂解和固着步骤期间存在附加染料，包括外源添加的染料。11.根据前述任一权利要求所述的方法，其中基底选自天然的、合成的、半合成的和混合的基底。12.根据权利要求11所述的方法，其中天然基底选自丝、棉、亚麻、羊毛和皮革。13.根据权利要求11所述的方法，其中半合成基底选自人造丝和乙酸酯。14.根据权利要求11所述的方法，其中合成基底选自聚酯、尼龙、丙烯酸、弹性蛋白、聚乙烯和类似的石油化学衍生物。15.根据前述任一权利要求所述的方法，其中产染料微生物产生选自生物衍生的色素、色蛋白、荧光蛋白和生物发光蛋白的染料。16.根据前述任一权利要求所述的方法，其中微生物为真核生物。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述真核生物选自植物、藻类、真菌、蠕虫和节肢动物。18.根据权利要求1-15任一所述的方法，其中微生物为原核生物。19....

【专利技术属性】
技术研发人员：D·G·H·纽金特，奥尔·亚科尼，詹姆士·味冈，
申请(专利权)人：色彩装设有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB