AT527808B1 - Mikrobielle Tinte, Herstellung und Anwendung davon - Google Patents

Mikrobielle Tinte, Herstellung und Anwendung davon

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AT527808B1 ATA51054/2023A AT510542023A AT527808B1 AT 527808 B1 AT527808 B1 AT 527808B1 AT 510542023 A AT510542023 A AT 510542023A AT 527808 B1 AT527808 B1 AT 527808B1
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Abstract

Die Erfindung betrifft das Gebiet eines Verfahrens zur Herstellung einer Tinte, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: i. Kultivieren eines pigmentproduzierenden Mikroorganismus in einem Kulturmedium zur Produktion einer Biomasse dieses pigmentproduzierenden Mikroorganismus; ii. Separieren der produzierten Biomasse aus dem Kulturmedium; iii. Inaktivieren des Mikroorganismus der Biomasse; iv. Trocknen der Biomasse; v. Mischen der getrockneten Biomasse mit einem Bindemittel.

Description

Ss N
Beschreibung
MIKROBIELLE TINTE, HERSTELLUNG UND ANWENDUNG DAVON
GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Diese Erfindung betrifft das Gebiet der Tinten. Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine Tinte, die mikrobielle Biomasse umfasst, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Tinte sowie die Anwendungen einer solchen Tinte.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
[0002] Die Textilindustrie ist einer der größten industriellen Umweltverschmutzer weltweit und hat einen der größten Wasser-Fußabdrücke. Der Färbeprozess ist einer der Hauptverantwortlichen für die Verschmutzung von Flüssen und Seen und stellt eine Gefahr für Textilarbeiter und letztendlich für die Endverbraucher dar. Schätzungen ergeben einen Verbrauch von 79 Milliarden Kubikmeter Wasser innerhalb der globalen Textil- und Bekleidungsindustrie im Jahr 2015, was einem Drittel des gesamtwirtschaftlichen Bedarfs der EU im Jahr 2017 entspricht.
[0003] Seit prähistorischen Zeiten spielt Farbe eine außerordentliche und wichtige Rolle, wie sich in archäologischen Funden, z. B. den altsteinzeitlichen Höhlenmalereien von Altamira, nachweisen lässt. Unsere Vorfahren verwendeten natürliche, z. B. mineralische Pigmente, um nahezu ihre gesamte Umgebung - Skulpturen, Keramik, Kleider und Textilien - und sogar sich selbst, auch ihre Haut, zu färben. Erste Hinweise für Druckverfahren - auch auf Textilien - mit Tinte reichen vermutlich zurück bis ins alte China um etwa 250 vor Christus nach der Entwicklung der Handschrift, doch erreichten sie den Europäischen Kontinent erst im Mittelalter. Die „GutenbergBibel“ ist ein berühmtes Beispiel für die Entwicklung des Drucks in Europa, das höchst bemerkenswert für seine Genauigkeit und Qualität ist.
[0004] Die potenzielle Auswirkung auf die menschliche Gesundheit, Umwelt und Nachhaltigkeit im Allgemeinen sind lebenswichtige Anliegen. Verbraucher werden sich immer mehr bewusst über die Lebenszyklen von Produkten und schädlichen Auswirkungen von Chemikalien. Innerhalb der Siebdruckindustrie werden gewöhnlich Tinten auf Polyvinylchloridbasis (PVC, Plastisol-Tinten) verwendet, doch führt deren Herstellung zu hochgiftigen und krebserregenden Verbindungen, z. B. Dioxin. Phthalat, eine weichmachende Komponente von Plastisol-Tinten, wird während des Druckens und Aushärtens in die Umwelt bei zerstörerischen Auswirkungen freigesetzt. Kohleschwarz, eine der am breitesten verwendeten chemischen Druckfarben, ist ein potenzielles Karzinogen. Lösungsmittel-basierte Druckfarben setzen flüchtige organische Verbindungen (VOCs) während des Druckprozesses frei und tragen zu Luftverschmutzung bel.
[0005] EP0252002A2 offenbart ein Verfahren zum Färben eines Substrats, umfassend das Aufbringen auf das Substrat einer Indigo enthaltenden Biomasse, wobei der Farbstoff durch einen Mikroorganismus produziert worden ist, ohne dass der Farbstoff vor dem Färben aus der Biomasse isoliert wird.
[0006] FR3062130A1 offenbart die Verwendung eines Pigment-erzeugenden Bakteriums (Streptomyces coelicolor) zur Erzeugung des Pigments Actinorhodin. FR3062130A1 offenbart weiters, dass aus den Bakterien isoliertes Actinorhodin mit einem Binder vermischt werden kann, zur Herstellung einer Druckfarbe.
[0007] WO 2004/048589 A1 offenbart Verfahren zur Isolierung von rot-pigmentierten Stoffen aus dem Bakterium Pseudoalteromonas sp..
[0008] Es ist jedoch kein nachhaltiges Verfahren zur Herstellung einer Tinte bekannt.
[0009] Daher besteht ein dringender Bedarf an neuen biologischen und nachhaltigen Produktionssystemen für Tinten und nach biologischem und nachhaltigem Drucken auf Substrate, wie etwa Textilien.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
[0010] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein biologisches System für die nachhaltige Herstellung von Tinten und ein nachhaltiges Färbe- oder Bedruckungsverfahren von Substraten bereitzustellen.
[0011] Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gelöst.
[0012] Es wurde unerwarteterweise gezeigt, dass pigmentproduzierende Mikroorganismen direkt in Tintenformulierungen eingesetzt werden können. Speziell stellten die Erfinder der vorliegenden Erfindung fest, dass pigmentproduzierende Mikroorganismen mit Bindemitteln gemischt werden können, was zu einer homogenen Masse führt, die als Tinte für Druckzwecke verwendet werden kann. Die Tinte, die die hierin bereitgestellte Biomasse umfasst, verstopfte überraschenderweise die Gewebe nicht, die gewöhnlich für Siebdruckzwecke verwendet werden, und trocknete nicht zu schnell, obwohl mikrobielle Biomasse in der Tinte vorhanden ist.
[0013] Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Tinte bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
[0014] |. Kultivieren eines pigmentproduzierenden Mikroorganismus in einem Kulturmedium zur Erzeugung der Biomasse des pigmentproduzierenden Mikroorganismus;
[0015] ii. Separieren der erzeugten Biomasse aus dem Kulturmedium; [0016] ii. Inaktivieren des Mikroorganismus der Biomasse; [0017] iv. Trocknen der Biomasse;
[0018] v. Mischen des getrockneten Pulvers mit einem Bindemittel, wobei der pigmentproduzierende Mikroorganismus ein isoliertes Bakterium ist, das zur Spezies Kocuria marina, hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023, gehört.
[0019] Im Einzelnen wird bei dem hier beschriebenen Verfahren die Kultivierung mindestens so lange vorgenommen, bis die Farbe eines Pigments in der Biomasse detektiert wird.
[0020] Gemäß einer Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens ist das Kulturmedium ein flüssiges Medium.
[0021] Insbesondere ist das durch den Mikroorganismus produzierte Pigment wasserunlöslich.
[0022] Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Erzeugens eines Pulvers aus der getrockneten Biomasse, bevor die getrocknete Biomasse mit dem Bindemittel vermischt wird.
[0023] Speziell wird bei dem hier beschriebenen Verfahren das Separieren der erzeugten Biomasse von dem Kulturmedium durch eines oder mehrere von Filtration, Zentrifugation oder Scheibenseparation vorgenommen.
[0024] In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Bindemittel Stärke, Gummi arabicum (GA), Carboxymethylcellulose (CMC), Guargummi (GG), Chitosan, Essigsäure, Kaolin, Methylcellulose, Natriumbenzoat oder eine Kombination daraus.
[0025] Speziell bleibt die Farbe der Biomasse erhalten.
[0026] Ferner wird hier eine Tinte bereitgestellt, die gemäß dem hier beschriebenen Verfahren produziert wird.
[0027] Gemäß einer weiteren Ausführungsformen der Erfindung wird hier die Verwendung einer hier beschriebenen Tinte zum Andern der Farbe eines Substrats bereitgestellt.
[0028] In einer weiteren Ausführungsform wird hier ein Verfahren zum Drucken von Tinte auf ein Substrat bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
il. Bereitstellen einer hier beschriebenen Tinte;
il. Inkontaktbringen der Tinte mit dem Substrat; und
il. Fixieren der Tinte auf dem Substrat.
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[0029] Speziell wird das Inkontaktbringen durch Siebdruck, Blockdruck oder 3D-Druck vorgenommen.
[0030] Speziell wird das Fixieren durch Wärmebehandlung des Substrat, insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 60°C bis 121°C, vorgenommen.
[0031] Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die hier beschriebenen Verfahren an einem Substrat angewendet, wobei das Substrat ein Textilmaterial ist, insbesondere, doch nicht beschränkt auf, ein natürliches Textilmaterial, synthetisches Textilmaterial und Kombinationen aus natürlichen und synthetischen Textilmaterialen; mehr speziell, wobei das natürliche Textilmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Baumwolle, Seide, Wolle, Manilahanf, Kokosfaser, Leinen, Hanf, Holzfaser, Cashmere und Mohair; und mehr speziell ist das synthetische Textilmaterial ausgewählt aus Polyester, Viskose, Acryl, Polycarbonat, Polyethylen, Polyamid, Elastan, Acetat, Lyocell oder Modal.
[0032] Ferner wird hier eine Tinte bereitgestellt, umfassend eine Biomasse aus einem pigmentproduzierenden Mikroorganismus und ein Bindemittel, wobei der pigmentproduzierende Mikroorganismus ein isoliertes Bakterium ist, das zur Spezies Kocuria marina, hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023 (Kocuria marina 013), gehört.
[0033] Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird hier ein isoliertes Bakterium bereitgestellt, das zur Spezies Kocuria marina, hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023 (Kocuria marina 013), gehört.
FIGUREN
[0034] Figur 1: Überblick über einen exemplarischen Siebdruckprozess. Siebdrucken beschreibt den Vorgang des Pressens, wobei die farbige Tinte, mittels einer Siebdruckpaste, die als ein Bindemittel dient, durch ein Maschensieb gepresst wird, um ein gedrucktes Muster oder Design zu erschaffen. Ein Gummiabstreifer, auch bekannt als Rakel, presst die Tintenpaste durch das Maschensieb auf die Oberfläche des Gewebes, wobei das Schablonenmuster aufgedruckt wird. Das bedruckte Textil wird getrocknet, wobei die Tinte ausgehärtet und eine glatte, farbfeste Oberfläche erhalten wird. Das Endprodukt wird geprüft und gründlich gewaschen, um jedweden Rückstand zu beseitigen.
[0035] Figur 2: Phasenkontrastmikroskopie von K. marina 013 (hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023) in TB-Medium nach 16 Stunden bei 28°C.
[0036] Figur 3: Phasenkontrastmikroskopie von K. marina 013 in LB-Medium nach 16 Stunden bei 28°C.
[0037] Figur 4: Phasenkontrastmikroskopie von K. marina 013 als konzentrierte Ernte.
[0038] Figur 5: Wachstumskurve von K. marina 013 in LB-Medium während 20 Stunden der Chargenkultivierung bei 28°C (links). Im Verlauf der Fermentierung wird die Brühe aufgrund der erhöhten Biomasse orangefarben, was in Fig. 5 sichtbar ist (rechts), die eine orangefarbene Fermentationsbrühe in dem Bioreaktor zeigt.
[0039] Figur6: Resultat des Siebdruckens unter Verwendung von C19 Orange (Tinte, die Kocuria marina 013 umfasst). Dabei wurde eine Tinte, die 1,6 g / 8% Pigment umfasst, verwendet. Als Bindemittel wurden 20 g des Bindemittels TPT oder TGB verwendet. Eine hellbeige Farbbildung zeigt sich unter Verwendung von Bindemittel TPT und eine gelb bis orange Farbbildung unter Verwendung von Bindemittel TGB. Das Folgende ist als A, B, C und D gezeigt: A = n/a, Kontrollgruppe; B = Heißpresse; C = Heißpresse + Spülen mit Wasser (nach 24 Std.); D = Heißpresse + Waschen mit mildem Waschmittel (nach 24 Std.).
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[0040] Figur 7: Resultat des Siebdruckens unter Verwendung von C18 Violett (Tinte, die Chromobacterium vaccinii umfasst). Dabei wurde eine Tinte, die 0,8 g / 4% Pigment umfasst, verwendet. Als Bindemittel wurden 20 g Bindemittel TPT verwendet. Als Textilproben wurden 77% Baumwolle/ 23% Polyester und 78% recycliertes PA/ 22% Elastan verwendet. Hier gezeigt ist eine blaue und nicht vollständig deckende Farbbildung unter Verwendung der Textilprobe 77% Baumwolle/ 23% Polyester. Unter Verwendung der Textilprobe 78% recycliertes PA/ 22% Elastan zeigt sich eine vollständig deckende blaue Farbbildung. Das Folgende ist als A, B, C und D gezeigt: A = n/a, Kontrollgruppe; B = Heißpresse; C = Heißpresse + Spülen mit Wasser (nach 24 Std.); D = Heißpresse + Waschen mit mildem Waschmittel (nach 24 Std.).
[0041] Figur 8: Aus Kocuria marina 013 extrahiertes Pigment. Die Figur zeigt eine orangefarbene Flüssigkeit in einer Flasche.
[0042] Figur 9: UV-VIS-Spektrum des aus Kocuria marina 013 extrahierten Pigments.
[0043] Figur 10: UV-VIS-Spektrum der verschiedenen Fraktionen, aufgetrennt durch Säulenchromatographie aus dem Pigmentextrakt von Kocuria marina 013.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
[0044] Außer anders angegeben oder definiert, weisen alle hier verwendeten Begriffe ihre übliche Bedeutung in der Technik auf, die dem Fachmann klar sein wird. Es wird zum Beispiel verwiesen auf die standardmäßigen Handbücher, wie Sambrook et al, "Molecular Cloning: A Laboratory Manual“ (4. Aufl.), Bd. 1-3, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2012); Krebs et al., „Lewin’s Genes XI“, Jones & Bartlett Learning, (2017); Berg et al, „Stryer Biochemie“ Springer Verlag, 2018; Itten J., 2021, „Kunst der Farbe“, St. Clair K., 2017, „Het geheime leven van kleuren“; Booth A., 2017, "The Wild Dyer“; Wada S., 2011, "Dictionary of Color Combinations“, Bd. 1; Perryman L., 2021, "The Colour Bible“.
[0045] Der Gegenstand der Ansprüche bezieht sich speziell auf künstliche Produkte oder Verfahren, die solche künstlichen Produkte verwenden oder herstellen, welche Varianten von nativen (Wildtyp) Produkten sein können. Obschon es einen gewissen Grad an Sequenzidentität mit der nativen Struktur geben kann, ist es wohlverstanden, dass die Materialien, Verfahren und Verwendungen der Erfindung, unter spezieller Bezugnahme z. B. auf isolierte Nukleinsäuresequenzen, Aminosäuresequenzen, Expressionskonstrukte, transformierte Wirtszellen und modifizierte Proteine und Enzyme, „menschengemacht“ oder synthetisch sind und daher nicht als ein Resultat aus „Naturgesetzen“ betrachtet werden.
[0046] Die Begriffe „umfassen“, „enthalten“, „aufweisen“ und „beinhalten“ können, wie hier verwendet, synonym verwendet werden und sollen als eine offene Definition verstanden werden, die weitere Mitglieder oder Teile oder Elemente zulässt. „Bestehend“ wird als engste Definition ohne weitere Elemente des Definitionsmerkmals von „bestehend“ betrachtet. Daher ist „umfassend“ breiter und enthält die Definition von „bestehend“.
[0047] Der Begriff „etwa“ bezieht sich, wie hier verwendet, auf denselben Wert oder einen Wert, der um +/- 5% von dem gegebenen Wert abweicht.
[0048] Wie hier und in den Ansprüchen verwendet, beinhaltet die Singularform, zum Beispiel „ein/eine” und „der/die/das” den Plural, sofern nicht der Zusammenhang eindeutig Anderes vorgibt.
[0049] Gemäß einer Ausführungsform sind die hier beschriebenen Schritte in Verfahren aufeinander folgende Schritte.
[0050] Der Begriff „Tinte” bezieht sich, wie hier verwendet, auf ein Gel, einen Farbstoff oder ein Pigment, enthält und dazu verwendet wird, eine Oberfläche zu färben, um z. B. ein Bild, Text oder Design zu erzeugen.
[0051] Gemäß einer Ausführungsform umfasst die hier beschriebene Biomasse einen pigment
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produzierenden Mikroorganismus.
[0052] Der Begriff „Biomasse” bezieht sich, wie hier verwendet, auf eine Masse von Mikroorganismen. Der Begriff beinhaltet ganze Zellen, partielle Zellen, aufgebrochene Zellen oder Teile von Zellen.
[0053] Gemäß einer Ausführungsform umfasst die hier beschriebene Biomasse ganze Zellen oder partielle Zellen. Gemäß einer speziellen Ausführungsform können partielle Zellen bis zu 20, 30, 40, 50, 60, 70 oder 90 % einer ganzen Zelle umfassen.
[0054] Gemäß einer speziellen Ausführungsform kann die hier beschriebene Tinte ganze Zellen oder partielle Zellen des Mikroorganismus umfassen. Speziell können die partiellen Zellen Zellen mit einer aufgebrochenen Zellmembran sein.
[0055] Gemäß einer Ausführungsform kann der pigmentproduzierende Mikroorganismus ein Bakterium oder ein Fungus sein.
[0056] Gemäß einer Ausführungsform ist der hier beschriebene pigmentproduzierende Mikroorganismus ein Bakterium.
[0057] Gemäß einer Ausführungsform ist der hier beschriebene pigmentproduzierende Mikroorganismus ein pigmentproduzierendes Bakterium.
[0058] Gemäß einer Ausführungsform gehört das hier beschriebene pigmentproduzierende Bakterium zu dem Stamm Actinomycetota, insbesondere zur Klasse Actinomycetia.
[0059] Gemäß einer speziellen Ausführungsform ist das pigmentproduzierende Bakterium Kocuria sp.
[0060] Gemäß einer speziellen Ausführungsform ist das pigmentproduzierende Bakterium Kocuria marina.
[0061] Gemäß einer speziellen Ausführungsform ist der pigmentproduzierende Mikroorganismus ein isoliertes Bakterium, das zur Spezies Kocuria marina gehört, hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023.
[0062] Gemäß einer Ausführungsform wird hier ein isoliertes Bakterium beschrieben, hier auch bezeichnet als Kocuria marina 013, das zur Spezies Kocuria marina, hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023, gehört.
[0063] Gemäß einer Ausführungsform ist das hier beschriebene isolierte Bakterium, das zur Spezies Kocuria marina, hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023, gehört, ein pigmentproduzierendes Bakterium.
[0064] Gemäß einer Ausführungsform produziert der hier beschriebene Mikroorganismus ein Pigment oder einen Farbstoff.
[0065] Gemäß einer Ausführungsform produziert der hier beschriebene pigmentproduzierende Mikroorganismus ein membranverankertes Pigment. In anderen Worten ist das in der Biomasse des pigmentproduzierenden Mikroorganismus vorhandene Pigment in seiner Membran verankert.
[0066] Gemäß einer Ausführungsform produziert der hier beschriebene pigmentproduzierende Mikroorganismus ein wasserunlösliches Pigment.
[0067] Gemäß einer Ausführungsform hält der hier beschriebene pigmentproduzierende Mikroorganismus das Pigment in der Biomasse während der Kultivierung in einem flüssigen Medium. In anderen Worten verbleibt das Pigment während der Kultivierung in der Biomasse und sammelt sich nicht in dem Kulturmedium an.
[0068] Der Begriff „Kultivieren“ bezieht sich, wie hier verwendet, auf das Wachstum unter Bedingungen außerhalb der natürlichen Umgebung des hier beschriebenen Mikroorganismus.
[0069] Gemäß einer Ausführungsform wird das Kultivieren des pigmentproduzierenden Mikroorganismus in einem flüssigen Medium vorgenommen.
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[0070] Im Allgemeinen sind dem Fachmann geeignete Medien zum Kultivieren von Mikroorganismen bekannt.
[0071] Gemäß einer speziellen Ausführungsform umfasst das Kulturmedium eine Kohlenhydratquelle.
[0072] Gemäß einer speziellen Ausführungsform umfasst das Kulturmedium Glukose als der Kohlenhydratquelle.
[0073] Gemäß einer speziellen Ausführungsform kann das Kulturmedium eine andere Kohlenhydratquelle als Glukose oder die Kombination aus Glukose und einer anderen Kohlenhydratquelle umfassen. Speziell kann das Kulturmedium Maltose anstelle von Glukose, oder eine Kombination aus Maltose und Glukose, umfassen.
[0074] Gemäß einer speziellen Ausführungsform umfasst das Kulturmedium Pepton.
[0075] Gemäß einer speziellen Ausführungsform umfasst das Kulturmedium 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 1 bis 5%, 1 bis 10%, 5 bis 10%, 10 bis 15%, 5 bis 15% oder 1 bis 15% (m/v) an Pepton.
[0076] Gemäß einer speziellen Ausführungsform kann das Kulturmedium jede andere Komponente umfassen, die herkömmlicherweise in Kulturmedien verwendet wird. Nichtbeschränkende Beispiele solcher Komponenten sind Puffer, Salze, Hefeextrakt, Malzextrakt, Aminosäuren, Stärke, Sojabohnenmehl, Kartoffelextrakt, Reisextrakt, Casein, Dextrin und antibakterielle Mittel.
[0077] Gemäß einer speziellen Ausführungsform wird die Kultivierung in einem Medium durchgeführt, das 10 g I" Pepton von Casein, 5 g I Hefeextrakt und 5 g I” Natriumchlorid umfasst.
[0078] Gemäß einer speziellen Ausführungsform wird die Kultivierung in einem Medium durchgeführt, das 12 g/L Trypton, 24 g/L Hefeextrakt, 9,4 g/L Kaliumphosphat (dibasisch) und 2,2 g/L Kaliumphosphat (monobasisch) umfasst.
[0079] Gemäß einer Ausführungsform wird die Kultivierung bei einer Temperatur im Bereich von 10°C bis 35°C, speziell im Bereich von 15°C bis 35°C, speziell im Bereich von 15°C bis 30°C, speziell im Bereich von 20°C bis 30°C, speziell im Bereich von 25°C bis 30°C, speziell im Bereich von 25°C bis 28°C, speziell bei 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 oder 35°C, durchgeführt.
[0080] Gemäß einer speziellen Ausführungsform weist das Kulturmedium einen pH im Bereich von pH 5,0 bis 8,5, speziell im Bereich von pH 6,0 bis 8,0, speziell im Bereich von pH 6,5 bis 7,5, auf. Speziell ist der pH-Wert pH 5,0, 5,1, 5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1, 6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7,0, 7,1, 7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8,0, 8,1, 8,2, 8,3, 8,4 oder 8,5.
[0081] Gemäß einer speziellen Ausführungsform wird der pH-Wert des Kulturmediums während der Kultivierung aufrechterhalten. Der pH kann mittels jeder bekannten Methode, wie etwa unter Verwendung eines gepufferten Kulturmediums und/oder durch Zusatz von Säuren oder Basen, aufrechterhalten werden. Der pH kann mittels einer Kontrolleinheit des Bioreaktors kontrolliert werden.
[0082] Gemäß einer Ausführungsform kann die Kultivierung mindestens so lange durchgeführt werden, bis die Farbe eines Pigments in der Biomasse detektierbar ist. Dieser Nachweis eines Pigments kann z. B. durch visuelle Überprüfung der Farbbildung vorgenommen werden.
[0083] Gemäß einer Ausführungsform kann das Inaktivieren durch Erhitzen der Biomasse oder des Kulturmediums, das die Biomasse umfasst, auf eine Temperatur von etwa 121°C für mindestens 20 Minuten durchgeführt werden.
[0084] Gemäß einer Ausführungsform können die in der produzierten Biomasse vorhandenen Mikroorganismen vor dem Separieren der produzierten Biomasse von dem Kulturmedium oder nach dem Separieren der produzierten Biomasse aus dem Kulturmedium inaktiviert werden.
[0085] Gemäß einer Ausführungsform kann das Separieren der produzierten Biomasse von dem Kulturmedium mittels jeder geeigneten Methode zum Separieren von Biomasse durchgeführt werden. Nicht-beschränkende Beispiele der Trennmethoden sind Filtration, Scheibenseparation
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und Zentrifugation.
[0086] Gemäß einer Ausführungsform kann die abgetrennte Biomasse z. B. mit Wasser oder einer Salzlösung gewaschen werden. Diese Salzlösung kann 0,9% Natriumchlorid umfassen.
[0087] Gemäß einer speziellen Ausführungsform kann die abgetrennte Biomasse zwei oder mehrere Male gewaschen werden.
[0088] Gemäß einer speziellen Ausführungsform werden die Zellen der Biomasse aufgebrochen.
[0089] Gemäß einer speziellen Ausführungsform umfasst das hier beschriebene Verfahren ferner das Aufbrechen der Zellen der Biomasse.
[0090] Gemäß einer speziellen Ausführungsform umfasst das hier beschriebene Verfahren ferner einen Schritt des Anreicherns der Pigment umfassenden Biomasse, speziell ein Anreichern eines Teils der Zellen, die das Pigment umfassen.
[0091] Gemäß einer speziellen Ausführungsform umfasst das hier beschriebene Verfahren ferner einen Schritt des Extrahierens der Pigment umfassenden Zellteile.
[0092] Gemäß einer speziellen Ausführungsform kann das Extrahieren der Pigment umfassenden Zellteile durch Flüssigextraktion, überkritische Fluidextraktion oder Absorption durchgeführt werden.
[0093] Gemäß einer Ausführungsform kann das Trocknen der Biomasse mittels jeder geeigneten Trocknungsmethode durchgeführt werden. Speziell wird das Trocknen durch Lyophilisation vorgenommen.
[0094] Gemäß einer speziellen Ausführungsform wird die Biomasse auf einen Feichtigkeitsgehalt von 5% oder weniger getrocknet.
[0095] Gemäß einer Ausführungsform können das Inaktivieren und Trocknen in einem einzigen Schritt vorgenommen werden. Zum Beispiel kann das Trocknen der Biomasse auch zur Inaktivierung der Biomasse führen, oder das Inaktivieren der Biomasse kann auch zum Trocknen der Biomasse führen.
[0096] Gemäß einer Ausführungsform kann das Herstellen eines Pulvers aus der getrockneten Biomasse mittels jeder geeigneten Methode zur Herstellung eines Pulvers vorgenommen werden. Insbesondere wird ein Pulver durch Mahlen mit einer Schaufelmühle hergestellt.
[0097] Gemäß einer Ausführungsform weisen die in dem Pulver vorhandenen Partikel einen Partikelgrößenbereich von 10-300 um auf.
[0098] Gemäß einer Ausführungsform wird hier ein Verfahren zur Herstellung einer Tinte beschrieben, wobei die Farbe der Biomasse erhalten bleibt. Wenn zum Beispiel die Biomasse ein orangefarbenes Pigment umfasst und somit die Biomasse orangefarben erscheint, so ist die mit dieser Biomasse erzeugte Tinte eine orangefarbene Tinte.
[0099] Gemäß einer Ausführungsform wird die Herstellung der hier beschriebenen Tinte in solcher Weise durchgeführt, dass die Biomasse nicht angesengt wird, in anderen Worten in solcher Weise, dass die Farbe erhalten bleibt.
[00100] Gemäß einer Ausführungsform wird das Inaktivieren des Mikroorganismus in solcher Weise durchgeführt, dass die Biomasse nicht angesengt wird, in anderen Worten in solcher Weise, dass die Farbe erhalten bleibt.
[00101] Gemäß einer Ausführungsform wird das Trocknen der Biomasse in solcher Weise durchgeführt, dass die Biomasse nicht angesengt wird, in anderen Worten in solcher Weise, dass die Farbe erhalten bleibt.
[00102] Gemäß einer Ausführungsform wird das Trocknen der Biomasse mittels Lyophilisierung durchgeführt.
[00103] Im Allgemeinen kann die Lyophilisierung der Biomasse zu einer trockenen Biomasse in
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Pulverform führen.
[00104] Gemäß einer Ausführungsform wird die getrocknete Biomasse mit einem Bindemittel vermischt. Speziell wird das Mischen bis zur homogenen Verteilung von getrockneter Biomasse und Bindemittel durchgeführt.
[00105] Gemäß einer speziellen Ausführungsform kann das Mischen mittels jeder geeigneten, in der Technik bekannten Methode durchgeführt werden.
[00106] Gemäß einer Ausführungsform wird die getrocknete Biomasse direkt mit dem Bindemittel gemischt.
[00107] Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Bindemittel Wasser. [00108] Gemäß einer Ausführungsform ist das Bindemittel wasserbasiert.
[00109] Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die getrocknete Biomasse suspendiert und mit Wasser gemischt, und daraufhin wird das Bindemittel mit der in Wasser suspendierten getrockneten Biomasse vermischt.
[00110] Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die getrocknete Biomasse mit einem Bindemittel und mit Wasser gemischt.
[00111] Der Begriff „Bindemittel“ bezieht sich, wie hier verwendet, auf jegliches Material oder Substanz, das/die anderes Material zusammenhält und ein zusammenhängendes Ganzes bildet. Speziell bezieht sich der Begriff „Bindemittel“, wie hier im Zusammenhang mit getrockneter Biomasse verwendet, oder aus der Biomasse erhaltenes Pulver, auf jegliches Material oder Substanz, das/die die hier beschriebene getrocknete Biomasse, oder das aus der getrockneten Biomasse erhaltene Pulver, zusammenhält und ein zusammenhängendes Ganzes bildet. Bindemittel können das Anhaften von Pigment an dem Gewebe verbessern. Ein Bindemittel kann auch jegliches Material oder Substanz sein, das/die das hier beschriebene Pigment, oder den Farbstoff, zusammenhält und ein zusammenhängendes Ganzes bildet. Der Begriff „Bindemittel“ beinhaltet, wie hier verwendet, auch Verdickungsmittel.
[00112] Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Bindemittel Gummi arabicum (GA), Carboxymethylcellulose (CMC), Guargummi (GG), Stärke, Chitosam, Essigsäure, Kaolin, Methylcellulose, Natriumbenzoat oder eine Kombination davon.
[00113] Der Begriff „Gummi arabicum“ (abgekürzt „GA“, auch bekannt als Akaziengummi, Gummi sudani und Senegal-Gummi) bezieht sich, wie hier verwendet, auf einen natürlichen, von Bäumen geernteten Gummi. Im Allgemeinen ist Gummi arabicum ein Gemisch aus Glykoproteinen und Polysacchariden, hauptsächlich von Polymeren aus Arabinose und Galactose.
[00114] Der Begriff „Carboxymethylcellulose“ (abgekürzt „CMC“, auch bekannt als CelluloseGummi) bezieht sich auf ein Cellulose-Derivat mit Carboxymethylgruppen (- CH2-COOH), die an einige der Hydroxygruppen der Gukopyranose-Monomere, die das Cellulose-Rückgrat darstellen, gebunden sind. Der Begriff kann sich auch auf ein Salz davon beziehen, wie etwa auf ihr Natriumsalz, die Natriumcarboxymethylcellulose.
[00115] Der Begriff „Guargummi“ (abgekürzt „GG“, auch bekannt als Guaran) bezieht sich auf ein Galactomannan-Polysaccharid, das aus Guarbohnen extrahiert ist.
[00116] Der Begriff „Chitosan“ bezieht sich auf ein natürliches Polymer, das aus den Schalen von Krustentieren stammt und in verschiedenen Anwendungen aufgrund seiner Bioabbaubarkeit und Ungiftigkeit verwendet wird. Es weist folgende Struktur auf:
OH NH HO- > BO Lee a NH2
OH 70In
[00117] Der Begriff „Essigsäure“ bezieht sich auf eine organische Verbindung mit der Formel CH3COOH, allgemeinhin bekannt als der Hauptkomponente von Essig neben Wasser.
[00118] Der Begriff „Kaolin“ bezieht sich auf ein Tonmineral, das Teil der Gruppe von Industriemineralien ist, die in einer Vielfalt von Produkten von Papier bis Kosmetika verwendet wird.
[00119] Der Begriff „Methylcellulose“ bezieht sich auf eine chemische Verbindung, die von Cellulose abgeleitet ist und als Verdickungsmittel und Emulgator in verschiedenen Lebensmittel- und Kosmetikprodukten verwendet wird. Sie weist folgende Struktur auf:
O—CHs a f HC, 3 Co Ks a HO SD HC Ce
[00120] Natriumbenzoat weist die Formel CsHsCOONa auf.
[00121] Gemäß einer Ausführungsform liegt die Konzentration der getrockneten Biomasse in der Tinte im Bereich von 4 bis 8% (w/w %) Gemäß einer speziellen Ausführungsform liegt die Konzentration der getrockneten Biomasse im Bereich von 4 bis 8% (Gew.-% getrocknete Biomasse / Gew.-% Bindemittel).
[00122] Gemäß einer Ausführungsform weisen die vorliegenden Tinten eine Viskosität auf, die es ihnen erlaubt, durch die Maschen zu passieren, ohne auszubluten. Viskosität wird gewöhnlich in Centipoise (cP) gemessen und liegt, wie erwähnt, gewöhnlich zwischen 10.000 und 15.000 cP.
[00123] Für den Textildruck in Zentimetern beträgt die Anzahl der Maschen gewöhnlich zwischen etwa 43 und 63 Fäden pro Zentimeter (TPcm) für die meisten standardmäßigen Bilder. Zum Drucken feinerer Details können um die 90 TPcm verwendet werden. Die Viskosität kann für höhere Maschenzahlen als dünnflüssiger und für geringere Maschenzahlen als dickflüssiger eingestellt werden. Speziell für Tests kann ein RundumGitter von 54 TPcm verwendet werden, um zu gewährleisten, dass die gesamte Tinte, wie etwa die Biomasse kombiniert mit der Art von Bindemittel, durch die Maschen des Siebdruckfensters passieren können.
[00124] Centipoise (cP) ist eine Einheit der dynamischen Viskosität, die den Fließwiderstand eines Fluids misst, oder einfacher ausgedrückt, wie „dickflüssig“ oder „dünnflüssig“ ein Fluid ist. Sie ist Teil des Zentimeter-Gramm-Sekunden (CGS) Systems von Einheiten. 1 Poise (P) ist als die Viskosität eines Fluids definiert, bei der eine Kraft von 1 Dyn pro Quadratzentimeter erforderlich ist, um eine Schicht des Fluids entlang einer parallelen und 1 cm entfernten Schicht bei einer Geschwindigkeit von 1 Zentimeter pro Sekunde zu bewegen. Sie ist äquivalent zu 1 cm“ + g +s". Da ein Poise relativ groß für alltägliche Messungen ist, werden häufiger Centipoise verwendet, wobei 1 Poise = 100 Centipoise. Wasser bei Raumtemperatur weist eine Viskosität von etwa 1 Centipoise auf, was einen Anhaltspunkt für das Verstehen von Viskositätmessungen bietet. Zum Beispiel fließen Fluids mit einer Viskosität von weniger als 1 cP leichter als Wasser, und solche mit einer Viskosität von höher als 1 cP fließen weniger leicht. Beim Siebdrucken ist die Kenntnis der Viskosität der Tinte entscheidend, da dies beeinflusst, wie sich die Tinte während des Druckprozesses verhalten wird, einschließlich dessen, wie sie sich vom Sieb auf das Substrat übertragen lässt.
[00125] Die Zugabe von Verdickungsmittel kann die Viskosität erhöhen, was für die Deckkraft auf dunklen Geweben oder das Drucken von dickeren Schichten günstig ist.
[00126] Entsprechend den zum Bedrucken verwendeten Gewebearten kann die Tintenabsorption durch verschiedene Gewebe abweichen, weshalb die Tinte entsprechend angepasst werden kann. Zum Beispiel kann Baumwolle dickere Tinten benötigen als Polyester.
[00127] Das Vorhandensein von mehr Pigment kann auch die Viskosität und Deckkraft der Tinte erhöhen, was manchmal Anpassungen des Rezepts für einen einwandfreien Siebdurchgang er-
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forderlich macht. Diese Anpassung kann gemäß bekannter Methoden vorgenommen werden.
[00128] Gemäß einer Ausführungsform wird hier die Verwendung einer wie hier beschriebenen Tinte zum Andern der Farbe eines Substrats beschrieben.
[00129] Der Ausdruck „Ändern der Farbe“ bezieht sich, wie hier verwendet, auf eine Änderung der Farbe eines Substrats. Dadurch verändert sich das visuelle Erscheinungsbild des Substrats. Dazu kann die Farbe des gesamten Substrats oder eines speziellen Teils des Substrats geändert werden.
[00130] Im Allgemeinen können Farben unter Verwendung von Farbmodellen beschrieben werden. Das CMYK-Modell ist eine Methode, eine Farbe zu beschreiben. Das CMYK-Modell spiegelt die Farben Cyan, Gelb, Magenta und Key wider, wobei Key der Schwarzanteil ist. Eine alternative Methode zum Beschreiben einer Farbe ist das HSL-Farbmodell. HSL steht für Farbton, Sättigung und Helligkeit.
[00131] Der Begriff „Farbraum“ bezieht sich, wie hier verwendet, auf ein Maß, um eine Änderung in der Farbe oder den Abstand zu definieren, einen Farbraum, in welchem der wahrgenommene Unterschied zwischen Farben in direktem Bezug zu Abständen zwischen Farben steht, wie dargestellt durch Punkte in dem Farbraum, d. h. einem einheitlichen Farbraum (Hans G. Völz (2001). Industrial Color Testing: Fundamentals and Techniques. Wiley-VCH. ISBN 3-527-30436-3). Der Begriff „AE“ bezieht sich, wie hier verwendet, auf einen Farbunterschied oder Farbabstand. Der Begriff „CIlE-Farbraum“ bezieht sich, wie hier verwendet, auf einen Farbraum, der durch die CIE (Commission internationale de l‘&clairage) definiert ist. Zunächst war dies der CIELAB Farbraum, doch später Formeln für die Berechnung von AE verwenden den CIELCH Farbraum, der von dem CIELAB Farbraum abgeleitet ist. Beides sind einheitliche Farbräume.
[00132] Im Zusammenhang mit Textilien kann AE ein entscheidendes MaRß der Qualitätskontrolle sein. Textilien erfordern oftmals eine gleichbleibende Farbwiedergabe, was herausfordernd sein kann angesichts der Variablen in der Gewebeproduktion und dem Färbeprozess. Ein niedriger AE-Wert ist besonders in Situationen wichtig, in denen Farbabstimmung erforderlich ist, wie in der Mode, wo verschiedene Chargen von Geweben gleich aussehen müssen, oder bei Markenlogos, wo der exakte Farbton Teil der Unternehmensidentität ist. Der CIE Farbraum kann im Textildruck verwendet werden, um ein standardmäßiges Verfahren für das Definieren und Messen von Farben bereitzustellen. Dies ist wichtig, wenn Faben zwischen verschiedenen Chargen von Textilien abgestimmt werden müssen oder wenn ein Design vom Entwurf zur Produktion weitergereicht wird. Textilien geben Farben nicht immer in derselben Weise wieder, wie sie in dem CIE Farbraum auftreten, was an Unterschieden in den Materialeigenschaften liegt, so dass oftmals Anpassungen vorgenommen werden, um dem speziellen Verhalten von Textilfarbstoffen und dem Substrat Rechnung zu tragen. PMS und/oder CMYK Farben können als Referenz im Vergleich mit den neuen natürlichen Farben von Mikroorganismen verwendet werden.
[00133] Ein Beispiel für die Änderung der Farbe eines speziellen Teils eines Substrats besteht im Drucken einer Tinte auf ein Substrat.
[00134] Im Allgemeinen wird beim Siebdrucken ein Siebrahmen oder -fenster verwendet. Für jede Farbe wird der Druck auf das Textil über den Siebrahmen aufgetragen. Die Anzahl der Rahmen hängt von der Anzahl der Farben in der Druckdatei ab. Herkömmlicherweise wird der Druck in PMS (1, 2, 3 oder 4 Farben) verwendet und es werden Vektorgraphiken verwendet. Die Farben werden pro Schicht (Siebfenster) aufgebaut. Da die Farben eine auf die andere aufgebaut werden, vermischen sich die Farben auf dem Textil. Dabei bezieht sich der Begriff „PMS“ auf das Pantone-Matching-System, das ein universelles Farbcodiersystem ist, das häufig in diesem Bereich verwendet wird. Pantone-Farben sind standardisierte Farben, wobei jede Farbe einen eindeutigen Code aufweist, der es einfach macht, spezifische Farbtöne zu kommunizieren und zu reproduzieren.
[00135] Der Begriff „Drucken“ bezieht sich, wie hier verwendet, auf das Auftragen eines Farbstoffs, Pigments oder Tinte auf eine abgegrenzte und ausgewählte Fläche eines Substrats. Insbesondere bezieht sich Textildrucken auf das Auftragen eines Farbstoffs, Pigments oder Tinte
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auf eine abgegrenzte und ausgewählte Fläche eines Textilgewebes und resultiert in einem gewünschten Muster, anstelle eines gleichmäßigen Färbens des gesamten Gewebes.
[00136] Im Allgemeinen ist beim Drucken die Bindung zwischen Farbstoff/Pigment und Faser analog dem Färben, doch werden unterschiedliche Techniken und Maschinen verwendet. Nichtbeschränkende Beispiele des Textildrucks sind Blockdrucken, Walzendrucken, Siebdrucken und Wärmetransferdrucken.
[00137] Der Begriff „Siebdruck“ beschreibt den Vorgang des Pressens von Tinte durch ein Maschensieb, um ein gedrucktes Muster oder Design zu erschaffen.
[00138] Gemäß einer Ausführungsform kann das Drucken von Tinte auf ein Substrat durch Bereitstellen einer Tinte, Inkontaktbringen der Tinte mit dem Substrat und Fixieren der Tinte auf dem Substrat durchgeführt werden.
[00139] Der Begriff „Inkontaktbringen“ bezieht sich, wie hier verwendet, auf den Schritt des Bringens des Substrats in Kontakt mit dem hier beschriebenen Farbstoff, dem Pigment oder der Tinte.
[00140] Gemäß einer speziellen Ausführungsform kann das Inkontaktbringen einer Tinte mit einem Substrat mittels jeder bekannten, geeigneten Methode, z. B. durch Siebdrucken, Walzendrucken, Blockdrucken, Wärmetransferdrucken oder 3D-Drucken, vorgenommen werden.
[00141] Gemäß einer Ausführungsform ist das hier beschriebene Substrat ein Textilmaterial.
[00142] Der Begriff „Substrat“ bezieht sich, wie hier verwendet, auf jedes Material, das ein Ziel von Farbänderung oder Drucken sein kann. Dabei kann das Substrat ein Textilmaterial sein, doch ebenso ein Rohmaterial, das zu einem Textilmaterial umgewandelt wird, wie etwa Garne oder Fäden.
[00143] Der Begriff „Textilmaterial“ bezieht sich, wie hier verwendet, auf ein Material, das durch Erzeugen eines ineinandergreifenden Bündels von Garnen und Fäden hergestellt wird, die durch Spinnen von Rohfasern zu langen und verdrillten Längen erzeugt werden. Die Rohfasern können aus natürlichen oder synthetischen Quellen stammen. Textilmaterialien werden durch miteinander Verweben, Stricken, Häkeln, Knüpfen, Klöppeln, Filzen, Kleben oder Flechten dieser Garne gebildet werden. Die Begriffe „Textilmaterial“, „Textil“ und „Gewebe“ können hier miteinander austauschbar verwendet werden.
[00144] Das Textilmaterial kann, ist Jedoch nicht darauf beschränkt, ein natürliches Textilmaterial, synthetisches Textilmaterial und Kombinationen davon sein.
[00145] Das natürliche Textilmaterial kann, ist jedoch nicht darauf beschränkt, Baumwolle, Seide, Wolle, Manilahanf, Kokosfaser, Leinen, Hanf, Holzfaser, Kaschmir und Mohair sein.
[00146] Das synthetische Textilmaterial kann, ist jedoch nicht darauf beschränkt, Polyester, Viskose, Acryl, Polycarbonat, Polyethylen, Polyamid, Elastan, Acetat, Lyocell und Modal sein.
[00147] Gemäß einer Ausführungsform wird das Fixieren mittels einer Wärmebehandlung des Substrats durchgeführt.
[00148] Gemäß einer speziellen Ausführungsform wird das Fixieren mittels einer Wärmebehandlung des Substrats bei einer Temperatur im Bereich von 60°C bis 121°C, speziell bei einer Temperatur im Bereich von 60°C bis 65°C, 65°C bis 70°C, 70°C bis 75°C, 75°C bis 80°C, 80°C bis 85°C, 85°C bis 90°C, 90°C bis 95°C, 95°C bis 100°C, 100°C bis 105°C, 105°C bis 110°C, 110°C bis 115°C, 115°C bis 120°C, 100°C bis 121°C, 115°C bis 121°C oder bei einer Temperatur von 121°C, durchgeführt. Speziell wird das Fixieren mittels Wärmebehandlung für mindestens 20 Minuten bis zu mehreren Stunden, insbesondere für 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60 Minuten oder sogar länger, insbesondere für 20 bis 25, 20 bis 30, 20 bis 40, 20 bis 50 oder 20 bis 60 Minuten vorgenommen.
[00149] Gemäß einer speziellen Ausführungsform wird das Fixieren durch Wärmebehandlung mittels jeder Methode vorgenommen, die im Gebiet des Erhitzens eines Substrats angewendet wird. Zum Beispiel kann das Substrat in einem Ofen oder Trockner erhitzt werden. Ein anderes
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Beispiel der Wärmebehandlung zum Fixieren ist das Bügeln.
[00150] Gemäß einer Ausführungsform wird hier eine Tinte beschrieben, die eine Biomasse aus einem pigmentproduzierenden Mikroorganismus und ein Bindemittel umfasst.
[00151] Wie hier beschrieben, kann eine Biomasse ein Pigment umfassen und die Biomasse kann zur Herstellung einer Tinte und zum Ändern der Farbe eines Substrats verwendet werden. Alternativ kann dieses Pigment auch aus der Biomasse isoliert werden und als ein isoliertes Pigment z. B. zum Herstellen einer Tinte und Ändern der Farbe eines Substrats verwendet werden.
[00152] Gemäß einer Ausführungsform wird hier ein Verfahren zur Herstellung eines Farbstoffs oder eines Pigments beschrieben, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Impfguts (Inokulum) des isolierten Bakteriums, hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023; Beimpfen eines Kulturmediums mit dem Impfgut; Kultivieren des beimpften Kulturmediums; Ernten der Biomasse; und Extrahieren des Farbstoffs oder Pigments aus dem geernteten Material.
[00153] Der Begriff „Impfgut“ bezieht sich, wie hier verwendet, auf eine Population des hier beschriebenen Mikroorganismus, die in ein Kulturmedium oder irgendein geeignetes Medium zum Züchten des Mikroorganismus eingebracht wird.
[00154] Gemäß einer speziellen Ausführungsform kann das Impfgut in fester oder flüssiger Form sein. Das Impfgut kann eine frische Kultur sein oder aus einer Sammlung von Gefrierkulturen beispielsweise in Form einer Kryo-Kultur entnommen sein. Das Impfgut kann ein festes Medium umfassen, das eine Kultur des hier beschriebenen Mikroorganismus, z. B. den auf einer Agarplatte gezüchteten Mikroorganismus, umfasst. Das feste Impfgut kann für ein oder mehrere Tage vor der Beimpfung vorkultiviert worden sein. Alternativ kann das Impfgut eine flüssige Kultur des hier beschriebenen Mikroorganismus umfassen. Das flüssige Impfgut kann für ein oder mehrere Tage vor der Beimpfung vorkultiviert worden sein. Speziell kann die Konzentration des Impfguts in Abhängigkeit von der Form des Impfguts und von der Vorkultivierung des Impfguts variieren.
[00155] Gemäß einer speziellen Ausführungsform kann die Vorkultivierung eines Mikroorganismus bei ähnlichen Bedingungen wie der Kultivierung durchgeführt werden.
[00156] Der Ausdruck „Beimpfen eines Kulturmediums“ bezieht sich, wie hier verwendet, auf die Übertragung des Impfguts in das Kulturmedium.
[00157] Gemäß einer Ausführungsform wird hier ein Verfahren zum Ändern der Farbe eines Substrats beschrieben, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Inkontaktbringen des Substrats mit dem Farbstoff, oder dem hier beschriebenen Pigment, bis die gewünschte Farbe erhalten ist; und Fixieren der Farbe auf dem Substrat.
[00158] Gemäß einer Ausführungsform wird hier die Verwendung eines Farbstoffs oder eines Pigments beschrieben, der/das durch das isolierte Bakterium, hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023, zum Ändern der Farbe eines Substrats produziert wird.
[00159] Gemäß einer Ausführungsform wird hier ein Verfahren zur Herstellung einer Tinte beschrieben, wobei das Verfahren das Mischen eines Farbstoffs, oder eines Pigments, das durch das isolierte Bakterium, hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023, produziert ist, mit einem Bindemittel umfasst.
[00160] Gemäß einer speziellen Ausführungsform kann eine hier beschriebene Tinte Wasser umfassen.
[00161] Gemäß einer Ausführungsform wird hier die Verwendung einer Tinte zum Ändern der Farbe eines Substrats beschrieben.
[00162] Gemäß einer Ausführungsform wird hier ein Verfahren zum Drucken von Tinte auf ein Substrat beschrieben, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Tinte, die einen Farbstoff, oder ein Pigment, das durch das isolierte Bakterium, hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023,
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produziert ist, umfasst; Inkontaktbringen der Tinte mit einem Substrat; und Fixieren der Tinte auf dem Substrat.
[00163] Gemäß einer Ausführungsform kann die hier beschriebene Tinte ferner Wasser, einen Füllstoff, ein oberflächenaktives Mittel, ein Konservierungsmittel oder eine Kombination daraus umfassen.
[00164] Gemäß einer speziellen Ausführungsform kann ein Textilmaterial, das mit dem Farbstoff, oder dem hier beschriebenen Pigment gefärbt ist, antimikrobielle Aktivität aufweisen. Speziell wird das Wachstum der Mikroorganismen auf oder in dichter Nähe zu dem Textilmaterial gehemmt.
[00165] Insbesondere hierin beschrieben ist:
[00166] 1. Ein isoliertes Bakterium, das zur Spezies Kocuria marina, hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023, gehört.
[00167] 2. Ein Verfahren zur Herstellung eines Farbstoffs, oder eine Pigments, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
[00168] |. Bereitstellen eines Impfguts aus dem isolierten Bakterium von Punkt 1;
[00169] Ii. Beimpfen eines Kulturmediums mit dem Impfgut;
[00170] li. Kultivieren des beimpften Kulturmediums;
[00171] iv. Ernten der Biomasse; und
[00172] v. Extrahieren des Farbstoffs, oder des Pigments, aus dem geernteten Material von iv.
[00173] 3. Das Verfahren aus Punkt 2, wobei das Kultivieren in ill. bei einem pH-Wert im Bereich von pH 6,5 bis 7,5 durchgeführt wird.
[00174] 4. Das Verfahren aus Punkt 2 oder 3, wobei das Kultivieren in il. bei einer Temperatur im Bereich von 15°C bis 35°C, vorzugsweise im Bereich von 25°C bis 28°C, durchgeführt wird.
[00175] 5. Das Verfahren aus einem der Punkte 2 bis 4, wobei die Kultivierung in ill. mindestens so lange durchgeführt wird, bis die Entwicklung einer Farbe detektierbar ist.
[00176] 6. Das Verfahren aus einem der Punkte 2 bis 5, wobei das Kulturmedium ein flüssiges Medium ist.
[00177] 7. Ein Verfahren zum Ändern der Farbe eines Substrats, das die folgenden Schritte umfasst:
[00178] i. Inkontaktbringen des Substrats mit dem Farbstoff, oder dem mittels des Verfahrens aus einem der Punkte 2 bis 6 produzierten Pigment, bis die gewünschte Farbe erhalten ist; und
[00179] ii. Fixieren der Farbe auf dem Substrat.
[00180] 8. Das Verfahren aus Punkt 7, wobei das Fixieren durch Wärmebehandlung des Substrats, insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 60°C bis 121°C, vorgenommen wird.
[00181] 9. Das Verfahren aus Punkt 8, wobei die Wärmebehandlung für mindestens 20 Minuten durchgeführt wird.
[00182] 10. Das Verfahren aus einem der Punkte 7 bis 9, wobei das Substrat ein Textilmaterial ist, speziell ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichem Textilmaterial; synthetischem Textilmaterial; und Kombinationen von natürlichen und synthetischen Textilmaterialien; mehr speziell, wobei das natürliche Textilmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Baumwolle, Seide, Wolle, Manilahanf, Kokosfaser, Leinen, Hanf, Holzfaser, Kaschmir und Mohair; und mehr speziell, wobei das synthetische Textilmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyester, Viskose, Acryl, Polycarbonat, Polyethylen, Polyamid, Elastan, Acetat, Lyocell und Modal.
[00183] 11. Verwendung eines Farbstoffs, oder eines durch das Bakterium aus Punkt 1 produzierten Pigments, zum Ändern der Farbe eines Substrats.
[00184] 12. Die Verwendung aus Punkt 11, wobei das Substrat ein Textilmaterial ist, speziell ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichem Textilmaterial; synthetischem Textilmaterial; und Kombinationen von natürlichen und synthetischen Textilmaterialien; mehr speziell, wo-
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bei das natürliche Textilmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Baumwolle, Seide, Wolle, Manilahanf, Kokosfaser, Leinen, Hanf, Holzfaser, Kaschmir und Mohair; und mehr speziell, wobei das synthetische Textilmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyester, Viskose, Acryl, Polycarbonat, Polyethylen, Polyamid, Elastan, Acetat, Lyocell und Modal.
[00185] 13. Verfahren zur Herstellung einer Tinte, wobei das Verfahren das Mischen des Farbstoffs, oder des durch ein Verfahren aus einem der Punkte 2 bis 6 produzierten Pigments, mit einem Bindemittel umfasst.
[00186] 14. Das Verfahren aus Punkt 13, ferner umfassend das Mischen mit Wasser.
[00187] 15. Eine Tinte, umfassend einen Farbstoff, oder ein durch ein Verfahren aus einem der Punkte 2 bis 6 produziertes Pigment, und ein Bindemittel.
[00188] 16. Die Tinte aus Punkt 15, ferner umfassend Wasser.
[00189] 17. Verwendung einer Tinte aus Punkt 15 oder 16 zum Ändern der Farbe eines Substrats.
[00190] 18. Ein Verfahren zum Drucken von Tinte auf ein Substrat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
[00191] |. Bereitstellen einer Tinte nach Punkt 15 oder 16; [00192] ii. Inkontaktbringen der Tinte mit einem Substrat; und [00193] iii. Fixieren der Tinte auf dem Substrat.
[00194] 19. Das Verfahren aus Punkt 18, wobei das Inkontaktbringen mittels Siebdrucken, Blockdrucken oder 3D-Drucken vorgenommen wird.
[00195] 20. Das Verfahren aus Punkt 18 oder 19, wobei das Fixieren durch Wärmebehandlung des Substrats, insbesondere bein einer Temperatur im Bereich von 60°C bis 121°C, vorgenommen wird.
[00196] 21. Die Verfahren aus Punkt 20, wobei die Wärmebehandlung für mindestens 20 Minuten durchgeführt wird.
[00197] 22. Die Verwendung aus Punkt 17, oder des Verfahrens aus einem der Punkte 18 bis 21, wobei das Substrat ein Textilmaterial ist, speziell ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichem Textilmaterial; synthetischem Textilmaterial; und Kombinationen von natürlichen und synthetischen Textilmaterialien; mehr speziell, wobei das natürliche Textilmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Baumwolle, Seide, Wolle, Manilahanf, Kokosfaser, Leinen, Hanf, Holzfaser, Kaschmir und Mohair; und mehr speziell, wobei das synthetische Textilmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyester, Viskose, Acryl, Polycarbonat, Polyethylen, Polyamid, Elastan, Acetat, Lyocell und Modal.
[00198] Die hier beschriebenen Beispiele dienen zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung und sind nicht als Beschränkungen davon zu verstehen. Viele Modifikationen und Variationen können an den hier beschriebenen und veranschaulichten Techniken vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
BEISPIELE BEISPIEL 1: HERSTELLUNG VON TINTE
Kultivierung und Wachstumsmedien
[00199] Der Stamm Kocuria marina 013 zählt zu der Gruppe der pigmentproduzierenden bakteriellen/mikrobiellen Zellen. Das Pigment ist membrangebunden, es gibt keinen wasserlöslichen Anteil, der in das umgebende Medium exprimiert wird. Natürlich gewonnene, konstruierte sowie prozessierte Zellen von Kocuria marina 013 als partielle oder ganze Zellen können als Farbmittel in Tinte und Tintenformulierungen verwendet werden. Die Pigmentproduktion erfolgt mittels konventioneller mikrobieller Fermentation.
[00200] Kocuria marina 013 (K. marina 013) wächst bei mesophilen Temperaturen mit einem
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Wachstumsoptimum bei 25°C bis 28°C. Die Kultivierung wird in komplexem Medium, z. B. Luria Bertani (LB) und Terrific Broth (TB), durchgeführt, das mindestens 10 g I" Pepton von Casein (enzymatisch verdaut), mindestens 5 g I” Hefeextrakt, mindestens 5 g I” Natriumchlorid (NaCl) und, im Fall von TB, 12,54 g I Dinatriumhydrogenphosphat (K2HPO4) und 2,31 g I Kaliumdihydrogenphosphat (KH2PO«), enthält. Der optimale pH-Wert liegt in einem Bereich von 6,5 bis 7,5.
[00201] Figuren 2, 3 und 4 zeigen die Phasenkontrastmikroskopie von K. marina 013 in TBMedium nach 16 Stunden bei 28°C (Fig. 2), in LB-Medium nach 16 Stunden bei 28°C (Fig. 3) und als konzentrierte Ernte (Fig. 4).
[00202] Figur 5 zeigt die Wachstumskurve von K. marina 013 in LB-Medium während 20stündiger Chargenkultivierung bei 28°C (links). Im Verlauf der Fermentierung wird die Brühe aufgrund der erhöhten Biomasse orangefarben, was in Fig. 5 (rechts) sichtbar ist, die eine orangefarbene Fermentationsbrühe in dem Bioreaktor zeigt.
Trennung, Reinigung und Trocknung der mikrobiellen Biomasse
[00203] Die Separierung von bakterieller Biomasse und Wachstumsmedium wird mittels Zentrifugation (4.800 RCF) oder Separierung unter Verwendung eines Scheibenseparators vorgenommen. Die Biomasse in Form einer halbflüssigen Paste wird mit Wasser oder Salzlösung (0,85%) gewaschen, um Salze oder andere Komponenten aus dem Wachstumsmedium zu beseitigen. Der Waschschritt wird zweimal wiederholt. In einem finalen Schritt wird das gewaschene Biomasse-Pellet in einem Minimum an Wasser resuspendiert, bei 121°C für 20 Minuten inaktiviert und bei einem Minimum von -30°C zur Weiterverarbeitung durch Lyophilisierung eingefroren.
[00204] Trocknen wird durch Lyophilisierung oder Gefriertrocknen unter Vakuum für 48 bis 72 Stunden in Abhängigkeit von dem Volumen durchgeführt. Die bakterielle Biomasse wird auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 5% oder weniger getrocknet. Finales Mahlen ergibt ein Feinpulver der bakteriellen Biomasse, das direkt als ein Farbmittel in einer Tintenzusammensetzung verwendet werden kann.
Herstellung der Tintenpaste
[00205] Das feine bakterielle Pigmentpulver/bakterielle Biomasse wird direkt mit der Bindemittelpaste bis zu einem Zustand der homogenen Verteilung vermischt.
[00206] Alternativ wird das feine bakterielle Pigmentpulver/Biomasse in einer geeigneten Menge an Wasser vorsuspendiert und vermischt, bis eine gleichmäßige Verteilung des Pigments und ein homogenes Erscheinungsbild erreicht ist. In einem zweiten Schritt wird das Bindemittel zugegeben, und die Paste wird erneut gemischt.
[00207] Geeignete natürliche und zirkuläre Bindemittel sind Gummi arabicum (GA), Carboxymethylcellulose (CMC), Guargummi (GG), Chitosan, Essigsäure, Kaolin, Methylcellulose, Natriumbenzoat.
BEISPIEL 2: SIEBDRUCK
[00208] Die gewählten Textilproben sind (1) gestrickter Double Jersey, 77% Baumwolle / 23% Polyester, (2) gestricktes Tricot, Carvico Vita, 78% Recycliertes PA / 22% Elastan, (3) gewebter Cross Twill, 45% recyclierte Baumwolle / 55% organische Baumwolle, (4) gewebte Popeline, 100% organische GOTS-Baumwolle, (5) gewebte Popeline, 100% Tencel.
[00209] Ausgewählte handelsübliche gebrauchsfertige Bindemittel sind TexPro Translucent und TexPro Opaque (beide Hyprprint, NL) und Togis #8160, #8161 (Togis Bindemittel; TOGIS Verdickungsmittel, enthaltend reine Stärke, Livos, DE).
[00210] Proben wurden mit den mikrobiellen Pigmenten von Kocuria marina 013, formuliert als lyophilisierte mikrobielle Biomasse, siebbedruckt. Die Tinte, umfassend die pigmentproduzierende Biomasse von Kocuria marina 013, ist hier als C19 Orange bezeichnet. Vor dem Kombi-
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nieren mit dem Bindemittel wird die lyophilisierte pigmentierte Biomasse in einer kleinen Menge an Wasser zur homogenen Verteilung innerhalb der Paste suspendiert.
[00211] Alle Prototypen werden in einem finalen Schritt wärmefixiert, insbesondere über Bügeln (Heißpressen), und anschließend mit einem milden Waschmittel (Ecover) gespült und gewaschen.
[00212] Fig. 6 zeigt das Resultat des Siebdruckens unter Verwendung von C19 Orange (Tinte, umfassend Kocuria marina 013). Dazu wurde eine Tinte, umfassend 1,6 g / 8% (Gew.-% Biomasse/ Gew.-% Bindemittel) Pigment, verwendet. Als Bindemittel wurden 20 g des Bindemittels TexPro Translucent (TPT) oder Togis Binder ((TGB) verwendet. Fig. 6 zeigt eine hellbeige Farbbildung unter Verwendung von Bindemittel TPT und eine gelbe bis orangefarbene Farbbildung unter Verwendung von Bindemittel TGB. In Fig. 6 ist das Folgende als A, B, C und D gezeigt:
[00213] A = n/a, Kontrollgruppe; Bakteriumsubstrat, gemischt mit dem speziellen Bindemittel, siebgedruckt auf Textil, ohne Anwendung einer Fixierungsmethode
[00214] B = HeiRßpresse [00215] C = Heißpresse + Spülen mit Wasser (nach 24 Std.) [00216] D = Heißpresse + Waschen mit mildem Waschmittel Ecover (nach 24 Std.).
BEISPIEL 3: SIEBDRUCK
[00217] Die gewählten Textilproben sind (1) gestrickter Double Jersey, 77% Baumwolle / 23% Polyester, (2) gestricktes Tricot, Carvico Vita, 78% Recycliertes Polyamid (PA) / 22% Elastan, (3) gewebter Cross Twill, 45% recyclierte Baumwolle / 55% organische Baumwolle, (4) gewebte Popeline, 100% organische GOTS-Baumwolle, (5) gewebte Popeline, 100% Tencel.
[00218] Ausgewählte handelsübliche gebrauchsfertige Bindemittel sind TexPro Translucent und TexPro Opaque (beide Hyprprint, NL) und Togis #8160 (Livos, DE).
[00219] Die Produktion von Biomasse von Chromobacterium vaceinii wird ähnlich wie in Beispiel 1 beschrieben vorgenommen.
[00220] Proben wurden mit den mikrobiellen Pigmenten von Chromobacterium vacecinii, formuliert als Iyophilisierte mikrobielle Biomasse, siebbedruckt. Die Tinte, umfassend die pigmentproduzierende Biomasse von Chromobacterium vacecinii, ist hier als C18 Violett bezeichnet. Vor dem Kombinieren mit dem Bindemittel wird die lyophilisierte pigmentierte Biomasse in einer kleinen Menge an Wasser zur homogenen Verteilung innerhalb der Paste suspendiert.
[00221] Alle Prototypen werden in einem finalen Schritt wärmefixiert, insbesondere über Bügeln (Heißpressen), und anschließend mit einem milden Waschmittel (Ecover) gespült und gewaschen.
[00222] Fig. 7 zeigt das Resultat des Siebdruckens unter Verwendung von C18 Purple (Tinte, umfassend Chromobacterium vaccinii). Dazu wurde eine Tinte, umfassend 0,8 g / 4% (Gew.-% Biomasse/Gew.-% Bindemittel) Pigment, verwendet. Als Bindemittel wurden 20 g des Bindemittels TPT verwendet. Als Textilproben wurden 77% Baumwolle / 23% Polyester und 78% recycliertes PA / 22% Elastan verwendet. Fig. 7 zeigt eine blaue und nicht vollständig deckende Farbbildung unter Verwendung der Textilprobe 77% Baumwolle / 23% Polyester. Unter Verwendung der Textilpbrobe 78% recycliertes PA / 22% Elastan zeigt sich eine vollständig deckende blaue Farbbildung. In Fig. 7 ist das Folgende als A, B, C und D gezeigt:
[00223] A = n/a, Kontrollgruppe; Bakteriumsubstrat, gemischt mit dem speziellen Bindemittel, siebgedruckt auf Textil, ohne Anwendung einer Fixierungsmethode
[00224] B = HeiRßpresse [00225] C = Heißpresse + Spülen mit Wasser (nach 24 Std.) [00226] D = Heißpresse + Waschen mit mildem Waschmittel Ecover (nach 24 Std.).
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BEISPIEL 4: BIOMASSE UND PIGMENTPRODUKTION AUS KOCURIA MARINA 013 Produktion von Biomasse von Kocuria marina 013
[00227] Fermentation von Kocuria marina 013 in Schüttelkolben unter Verwendung zweier verschiedener Wachstumsmedien:
[00228] ° 1L standardmäßiges LB-Medium (10 g Pepton, 5 g Hefeextrakt, 5 g NaCl, pH = 7) [00229] °- 1L 8,25 g Glukosemonohydrat, 10 g Hefeextrakt, 5 g Pepton, 4 g NaCl, pH = 7,9
[00230] Die Fermentation wurde bei ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 beschrieben vorgenommen.
Pigmentextraktion aus Kocuria marina 013
[00231] 1) Das Pellet wurde in eine große Zentrifugierflasche übertragen und über Nacht in den Gefrierschrank bei -20°C gestellt.
[00232] 2) Zu dem gefrorenen Pellet wurde Methanol gegeben (die kombinierte Masse betrug um 170 g)
[00233] 3) Das Gemisch wurde dann bei 500 rpm für 10 Minuten zentrifugiert
[00234] 4) Die farbige Flüssigkeit wurde abgegossen, und Schritte 2-3 wurden 3 weitere Male wiederholt.
[00235] 5) Die kombinierten Fraktionen wurden unter reduziertem Druck eingedampft.
[00236] 6) Nach dem Eindampfen wurde die orangefarbene ölartige Substanz in minimalen Mengen an Methanol gelöst und filtriert.
[00237] 7) Die filtrierte Flüssigkeit wurde für UV/VIS-Messungen verwendet.
[00238] Das extrahierte Pigment ist in Figur 8 gezeigt, die eine orangefarbene Flüssigkeit in einer Flasche zeigt.
[00239] Das UV/VIS-Spektrum des extrahierten Pigments ist in Figur 9 gezeigt.
[00240] Die Reinigung des extrahierten Pigments, um die verschiedenen, in dem Extrakt vorhandenen Verbindungen aufzutrennen, wurde mittels Säulenchromatographie mit Kieselerde als stationärer Phase und Methanol:Dichlormethan als mobiler Phase bei stufenweiser Gradientenelution vorgenommen. Der Extrakt war in drei Anteile auftrennbar: roter Anteil, orangefarbener Anteil und gelber Anteil.
[00241] Die verschiedenen Fraktionen behielten die dreizackige Form in UV/VIS bei. Daher lag die dreizackige Form nicht am Mischen verschiedener farbiger Materialien, sondern dient weiterhin als ein Indikator, dass die farbigen Moleküle in Kocuria marina 013 Mischungen aus verschiedenen Karotinoiden sind.
BEISPIEL 5: ANALYSE DER PIGMENTE C19 UND C18
[00242] Pigment C19 ist das aus Kocuria marina 013 extrahierte Pigment. Der Extrakt wird zum Färben verwendet und ist ein Gemisch aus mindestens 3 Verbindungen, wie in Beispiel 4 beschrieben.
[00243] Pigment C18 ist das aus Chromobacterium vaccinii extrahierte Pigment. Der Extrakt wird zum Färben verwendet und ist ein Gemisch hauptsächlich aus Violacein und Deoxyviolacein, doch wurden 3 weitere farbige Verbindungen in geringeren Mengen beobachtet.
[00244] Die Farbe der Textilproben wurde unter Verwendung des Minolta Chrome Meter CR200b gemessen.
[00245] L*a*b-Werte: in dem L*a*b Farbraum, entwickelt von CIE (Commission internationale de l’eclairage) bestimmen die verschiedenen Werte die Helligkeit, Röte und Bläue der gemessenen Farben.
[00246] L*c*h-Werte: abgeleitet von dem L*a*b Farbraum, um die berechneten AE-Werte reprä-
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sentativer für das menschliche Auge zu machen. Die Werte entsprechen Helligkeit, Farbintensität und Farbton.
[00247] AE: Farbunterschied, kann mit mehreren Gleichungen berechnet werden, wie etwa der ursprünglichen CIE 1972 oder späteren Versionen. Die aus den verschiedenen Gleichungen erhaltenen Werte sind nicht miteinander vergleichbar. Heutzutage ist die AE2000 Gleichung die Norm, doch verwendet die Textilindustrie auch die AEcmc Gleichung. Im Gegensatz zu der ursprünglichen CIE1972 Gleichung (oder AEap) verwenden diese neueren Versionen nicht die L*a*b-Werte, doch stattdessen die L*c*h-Werte, da diese viel repräsentativer dafür sind, was das menschliche Auge wahrnehmen kann. Die CMC-Gleichung weist ebenfalls zwei Parameter auf: Helligkeit (I) und Farbintensität (c). Die üblicherweise verwendeten Werte sind 2:1, da das menschliche Auge viel empfindlicher für Farbintensitätsunterschiede als für Helligkeitsunterschiede ist und diese Anordnung die Schwankungstoleranz für Helligkeit gegenüber der für Farbintensität verdoppelt.
Abap = Je — 14)? + (a3 — a1)? + (b3 — b1)?
AB (AU . AC’ . AH’ AR AC’ AH’ 3099 IAkLSL) \keSe kySy " KkeSckuSp 15 — L* 2 C*—C* 2 AH* 2 aba = (HZ) +) LXS; CX Sc Sa [00248] Unter Verwendung der Messungen und Berechnungen wurden die beobachteten Farben während des Druckens und Färbens mit 013 und C18 Farbstoffen digitalisiert.
[00249] Die untenstehende Tabelle gibt die Druckresultate wieder. Hier wurden 013 und C18 oder Violacein in den Druckproben verwendet.
Name L a b AE2000 AECMC2:1
013 Textil 93.73 0.13 8.17 013 Leerprobe 91.27 2.07 17.77 6.57 6.43 013 Abrasion 90.43 2.00 17.70 6.65 6.43 013 75% EtOH 93.03 0.20 10.70 1.83 2.06 013 Transfer 90.93 2.53 19.37 7.52 7.22
013 Textil (gewaschen) 94.00 0.07 8.10 013 Leerprobe (gewaschen) 90.83 2.80 18.57 7.39 7.06 013 Abrasion 90.60 2.10 16.47 6.19 5.99 013 75% EtOH 91.67 1.83 15.40 5.37 5.36 013 Transfer 91.10 2.43 17.87 6.89 6:66
C18 Textil 93.03 0.90 5.63 C18 Leerprobe 63.50 5.80 -12.20 26.09 23.88 C18 Abrasion 69.43 3.23 -5.17 19.13 17.26 C18 75% EtOH 71.97 3.30 -5.97 17.91 17.75 C18 Transfer 64.13 5.23 -11.57 25.35 23.64
C18 Textil (gewaschen) 92.83 0.83 5.73 C18 Leerprobe (gewaschen) 70.13 3.90 -8.37 20.14 20.79 C18 Abrasion 75.23 3.23 -7.30 16.71 19.04 C18 75% EtOH 71.10 2.47 -4.10 17.42 15.51 C18 Transfer 68.17 3,87 -8.53 21.38 21.34
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REFERENZLISTE
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CIE1976 formula: https://doi.org/10. 1002/j. 1520-6378.1977.tb00104.x (datiert 21. Dezember 2023)
CMC:l:c formula: http:/Avww.brucelindbloom.com/index.html?Egqgn_DeltaE_CMC.html (datiert 21. Dezember 2023)
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Claims (16)

A ‚hes AT 527 808 B1 2025-07-15 Ss N Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Tinte, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
il. Kultivieren eines pigmentproduzierenden Mikroorganismus in einem Kulturmedium zur Produktion einer Biomasse des pigmentproduzierenden Mikroorganismus;
il. Separieren der produzierten Biomasse aus dem Kulturmedium;
ill. Inaktivieren des Mikroorganismus der Biomasse;
iv. Trocknen der Biomasse;
v. Mischen des getrockneten Pulvers mit einem Bindemittel, wobei der pigmentproduzierende Mikroorganismus ein isoliertes Bakterium ist, das zur Spezies Kocuria marina, hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023, gehört.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Kultivieren mindestens so lange durchgeführt wird, bis die Farbe eines Pigments in der Biomasse detektiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kulturmedium ein flüssiges Medium ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Pigment wasserunlöslich ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verfahren, bevor die getrocknete Biomasse mit dem Bindemittel gemischt wird, außerdem das Herstellen eines Pulvers aus der getrockneten Biomasse umfasst.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Separieren durch eines oder mehrere von Filtration, Zentrifugation oder Scheibenseparation durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Bindemittel Stärke, Gummi arabicum (GA), Carboxymethylcellulose (CMC), Guargummi (GG), Chitosan, Essigsäure, Kaolin, Methylcellulose, Natriumbenzoat oder eine Kombination daraus umfasst.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Farbe der Biomasse erhalten bleibt.
9. Tinte, hergestellt gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Verwendung einer Tinte nach Anspruch 9 zum Ändern der Farbe eines Substrats.
11. Verfahren zum Drucken von Tinte auf ein Substrat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: il. Bereitstellen einer Tinte nach Anspruch 9; il. Inkontaktbringen der Tinte mit dem Substrat; und il. Fixieren der Tinte auf dem Substrat.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Inkontaktbringen mittels Siebdruck, Blockdruck oder 3D-Druck vorgenommen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Fixieren durch Wärmebehandlung des Substrats, insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 60°C bis 121°C, vorgenommen wird.
14. Verwendung nach Anspruch 10 oder das Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Substrat ein Textilmaterial ist, speziell ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichem Textilmaterial; synthetischem Textilmaterial; und Kombinationen von natürlichen und synthetischen Textilmaterialien; mehr speziell, wobei das natürliche Textilmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Baumwolle, Seide, Wolle, Manilahanf, Kokosfaser, Leinen, Hanf, Holzfaser, Kaschmir und Mohair; und mehr speziell, wobei das synthetische Textilmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyester, Viskose, Acryl, Polycarbonat, Polyethylen, Polyamid, Elastan, Acetat, Lyocell und Modal.
15. Tinte, umfassend eine Biomasse eines pigmentproduzierenden Mikroorganismus und ein Bindemittel, wobei der pigmentproduzierende Mikroorganismus ein isoliertes Bakterium ist, das zur Spezies Kocuria marina, hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023, gehört.
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Ss N
16. Isoliertes Bakterium, das zur Spezies Kocuria marina, hinterlegt unter der Nummer CBS 150888 am Westerdijk Fungal Biodiversity Institute am 19. Dezember 2023, gehört.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
ATA51054/2023A 2023-12-22 2023-12-22 Mikrobielle Tinte, Herstellung und Anwendung davon AT527808B1 (de)

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