JPS633065A - インジゴ含有バイオマスおよび染色方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は細菌細胞によって生成されるインジゴまたはそ
の誘導体を含むバイオマスに関する。そのようなバイオ
マスは、インジゴを純粋な形で単離するこを必要とする
ことなく、そのようにして生成されたインジゴ化合物を
染浴中に商業的に用いることを可能とする。

本発明によれば、微生物により生成されたインジゴ（ま
たはその誘導体）を含むバイオマスを、染色前にこの染
料を固体バイオマスの残分から単離することなく、基材
に通用することを含む、基材の染色方法が提供される。

・・ 微生物源によって、インドールからまたはインドールを
経てトリプトファンからインジゴを生成し、単離するこ
とは知られている。そのような生合成は、例えば、米国
特許４５２０１０３．５ｃｉｅｎｃｅ　、　Ｖｏｌ、　
２２２．１９８３．１６７〜１６９頁、およびＢＩＯＴ
ＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　、　Ｖｏｌ、　４．１９８６．３
２１〜３２４頁に記載されている。

これらの文献においては、細胞内または細胞外で生成さ
れる水不溶性のインジゴの単離は、沸騰クロロホルムに
よる繰り返しの抽出により行われるということが記載さ
れている。しかしながら、商業的な見地からすればこれ
は余りにも時間を消費し過ぎ、不経済であり、このこと
は他の単離方法についても言えることである。これはバ
イオマスの残分から単離された微生物学的に生成された
インジゴによる染色を商業的に不可能とするであろう。

本発明の利点の１つは、微生物源により生成されたイン
ジゴ染料を、バイオマスの残分から染料を単離すること
を必要とするこなく、またはこの染料をさらに精製する
ことなく、またはこの染料を染色前に濃厚化することな
く、基材に商業的に通用することができるということで
ある。

好ましくは、本発明に係る基材の染色方法は、微生物に
よりインジゴ（またはその誘導体）を生成させてバイオ
マスを形成し、バイオマスの細胞を崩壊させ、固体バイ
オマスの残分からインジゴ（またはその誘導体）を単離
することなく、固体バイオマスにより基材を染色するこ
とを含む。膜の崩壊は公知の機械的なまたは好ましくは
非機械的な方法によって行うことができる。例えば、ａ
）酸−塩基反応（例１に記！！２） ｂ）温和な圧力下における反応 Ｃ）オスモリシスまたは ｄ）酵素反応 である。

好ましくは、本発明に係る方法においては、選ばれた崩
壊プロセスにかかわらず、バイオマスは、バイオマスの
全部の細胞がｐＨをアルカリ性（好ましくは約１２）に
する水酸化ナトリウム水溶液により変性され（これは生
態学的な理由により望ましい）、次いでｐＨを７にする
分散水素塩により処理することにより中和されることを
確実にするためにさらに処理することができる。

好ましくは、本発明に係る方法においては、生合成後で
あって、染色の前に、固体バイオマスは乾燥される。バ
イオマスの乾燥はいかなる通常の方法で行われてもよく
、例えば、金属シート上、真空炉中、または水を蒸留除
去するための攪拌シリンダーを備えた真空パドル乾燥機
により、乾燥することができる。好ましくは、乾燥は噴
霧により行われる。この噴霧乾燥に対しては、バイオマ
スはまず特別の粒径のふるいを通過され、次いで通常の
スプレー乾燥機、例えば、Ｂｉｃｈ　ｔスプレーヤーを
用いて粉末に乾燥され、または流動床中で乾燥されて粒
状物質を形感させる。

この乾燥工程は、引き続く染色プロセスに有用な可溶化
剤または標準化剤の如き他の助剤の存在下に行われても
よい。好ましくは、乾燥の前に、インジゴを含まない過
剰の液体相を、遠心分離、デカンテーションおよび／ま
たは粗濾過の如き公知の技法によって固体バイオマスか
ら分離する。

好ましくは、本発明に係る方法においては、生合成およ
び分離後であって、乾燥の前に、バイオマスは公知の方
法により、好ましくはｐＨ７において、例えば、強い攪
拌（ポリスロン攪拌機による）により、稀釈により、ま
たは所望により分散剤、好ましくはアニオン型分散剤、
さらに好ましくは用いられるべき特定の染浴中における
インジゴ（またはその誘導体）の分散性を増大させるの
に適する分散剤の存在におけるミリングプロセスにより
、均質化される。これは細胞外で形成されたインジゴの
固体凝集物の寸法を減少させるのに有効である。

さらに、本発明によれば、染浴に添加するのに適するイ
ンジゴ（またはその誘導体）を含むバイオマスを製造す
る方法が提供される。この方法は、微生物によりインジ
ゴ（またはその誘導体）を生成させ、得られるバイオマ
スを、染浴に添加する前にその残分からインジゴ染料を
単離することなく、乾燥させることを含む。

好ましくは、本発明に係るバイオマスの製造方法におい
ては、乾燥の前に、バイオマスの細胞の崩壊が行われる
。さらに、乾燥の前に、前述の如きバイオマスの分離お
よび／または均質化が行われてもよい。

さらに、本発明によれば、微生物により生成されたイン
ジゴ（その誘導体）を含む、インジゴ染料がバイオマス
の残分から分離されていない実質的に乾燥されたバイオ
マスが提供される。そのようなバイオマスは単離、生成
または濃厚化の操作をすることなく、染浴に添加するの
に適する。

染浴に用いる前にバイオマスを乾燥する１つの利点は、
刺激臭が事実上除去されるということである。

好ましくは、本発明に従って用いられる微生物学的に生
成さたインジゴ化合物は下記式■の化合物である。

上式中、Ｒ１はそれぞれ独立に水素またはＣ１〜４アル
キルを表し、Ｒ１はそれぞれ独立に水素、弗素、塩素、
臭素、ＣＩ〜、アルキル、０１〜４アルコキシ、ヒドロ
キシ、シアノ、アミノまたはニトロを表す。

この式によって、対称的におよび非対称的に置換された
インジゴ類似体が包含される。

上記の生合成により、クローン化された組換Ｅｓｃｈｅ
ｒｉｃｈｉａ　ｃｏｌｉｉｌｉ胞によりインドールから
インジゴが形成される。インドールの代わりに置換され
たインドールまたはインドール混合物が用いられる場合
には、対称的にまたは非対称的に置換されたインジゴ誘
導体が得られ、これは木綿を染色するのに用いることが
できる。

本発明に従って得られるバイオマスの形のインジゴ化合
物は、ウール、木綿または麻の如きヒドロキシ基または
窒素含有有機基材を、バット染色プロセスにおいて、好
ましくは換気つきのインジゴ染色装置による含浸プロセ
スを用いて、染色するのに適する。粗製バット染料は水
に可溶な形に還元され、基材に適用されて、そこで酸化
により固着される。活性物質を用いて、通常の堅牢度特
性を有する染色物が得られる。

本発明に係るバイオマスによる染色物は活性物質よる通
常の堅牢度特性を有する純粋なインジゴ（またはその誘
導体）染料の色調を与える。

バイオマスの残骸を含む粗製インジゴは、それにもかか
わらず、澄んだ純粋な色相の染色物を与えるということ
が驚くべきことに見出されたのである。染料の生成があ
たかも基材上で起こったかのように見受けられ、それ以
前の段階における精製は不溶である。

下記の例は、本発明をさらに説明するためのものである
。例中、特記しない限り、部および％は重量または容量
で示し、温度は摂氏度である。

インジゴバイオマスの生成 米国特許４５２０１０３の例５に記載されている、クロ
ーン化された組換Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ　ｃｏｌｔ株
ＨＢＩＯＩを、ｐＨ，温度、成長培地の組成、通気等の
最適な条件下に、醗酵器中で成長させる。

醗酵液を注ぎ出すことにより得られた湿潤醗酵ペースト
を遠心処理して、さらに液を除去する。

次いで、酸−塩基反応により細胞を崩壊させる。

水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨをアルカリ性に
し、次いで燐酸水素二ナトリウムを添加してｐＨを７に
する。

細胞崩壊後、バイオマスをｐＨ１２において水酸化ナト
リウム水溶液で処理し、最後にｐＨを燐酸水素二ナトリ
ウムを添加して７に調整する。不快な臭いを有する水性
懸濁液が得られ、これは活性成分としてインジゴを含み
、さらに細胞の破片燐酸ナトリウム、および醗酵プロセ
スで得られ、蝙 る副生物ならびに残留栄養溶液を含む。

例１に記載した方法に従って、他の微生物学的に生成さ
れたインジゴ化合物（適当な置換されたインドール誘導
体から出発して）を生成することができる。

五１ インジゴ懸濁液の粉末への乾燥 下記の方法ａ）〜ｄ）の１つによって、スプレー乾燥の
ための製剤をつくることができる。

ａ）ポリスロン攪拌機により均質化された、例１で得ら
れた水性懸濁液を、そのまま０．１　ｍ　ｍのメツシュ
サイズを有するふるいを通過させる。懸濁液は容易に通
過し、少量の残留物が残る。

ｂ）粒子集合体を含む水性懸濁液を溶解器（高速歯付き
ディスクを備える装置）中で処理して、懸濁液中に分布
された粒子をより小さくする。

Ｃ）例１の水性懸濁液をビーズミリングに付す（他の添
加剤を添加することな（）。

ｄ）例１の水性懸濁液をアニオン型分散剤の存在下にビ
ーズミリングに付す。適当な分散剤は水性β−ナフタレ
ンスルホン酸をホルムアルデヒドと反応させて得られる
縮合生成物のナトリウム塩である。

車重 ａ　）　Ｂ１１ｃｈｉ　スプレー乾燥を用いて下記のよ
うにして乾燥を行うことができる。

上記例２ａ〜２ｄの前処理の１つによって得られるイン
ジゴ懸濁液を二重ノズルを通して１３０゜の熱風ととも
にスプレーする。熱風の温度を次いで低下させる。用い
られた空気は約７５“である。

暗色の粉末が得られ、これは不快な臭気の成分を含まな
い。

ｂ）インジゴ懸濁液を乾燥してグラニユールを作る方法
は下記のようにして実施することができる。

例２の方法の１つによる前処理を行う。このようにして
前処理されたインジゴ懸濁液を流動床粒化機中に通常の
方法でスプレーする。暗色のグラニユールが得られ、こ
れは不快な臭気の成分を含まない。

例３ａまたは３ｂに述べたと類似の方法によって、例１
の表の化合物１〜１２を含む懸濁液の１つを粉末または
グラニユールにすることもできる。

■↓ 浸漬プロセスに従うインジゴ染色（実験用インジゴ染色
装置）を下記のようにして行うことができる。

ａ）洗浄液の製造 ストックバットプロセスの原理に従って染料を溶解させ
る。この方法によって、例３ａまたは３ｂで得られた粉
末またはグラニユール１００部、およびスルホイシルイ
ン酸ナトリウム（８０％スルホン化度）２０部、商業的
に入手可能なアニオン型液体分散剤、を完全に一緒にペ
ースト化する。このペーストに、６０°の軟水を加え、
容量を１００部とする。次いで、０．７５部の水酸化ナ
トリウム溶液（３６°ボーメ）および０．６部の濃厚な
ナトリウムハイドロサルファイド水溶液を添加する。混
合物を１５分間６０°に保持する。淡黄色のバットが得
られ、これを２５°に冷却し、そのまま（即ちバンチ全
体で）下記の染色方法に用いる。

ｂ）下記のようにして染色を行うことができる。

例４ａに従って調製された染料液中に、沸騰された、容
易に湿潤可能な木綿布帛を１０秒間浸漬する。次に、木
綿布帛を２本のローラーを介して、約６０％の合計ピッ
クアップ（乾燥重量の増加による）に絞る。布帛により
吸収されたバット染料を３分間空気中に吊るして酸化さ
せて、青色を得る。

インジゴ染色装置に関して、上記の操作は１回の操作を
意味する。完全な染色のためには、合計で３回の操作を
行うように、これらの操作を２回繰り返すことが必要で
ある。

次に、得られる染色物をアルカリを含まなくなるまで冷
水で洗う。１．５ｍｌ／ｌの４０％過酸化水素により６
０゛で５分間処理して、酸化を完了させ、染色物を温水
で洗う。次に、ｌ　ｍ　Ｉ　／　ｌの脂肪族ポリグリコ
ールエーテル、商業的に入手可能なノニオン型分散剤を
用いて、８０°で５分間ソーピングを行う、染色物をま
ず温水で洗い、次いで冷水で洗い、通常の方法で乾燥す
る。

澄んだ純粋な色相を示す、強いインジゴ青色の染色物が
得られる。この木綿染色物の堅牢度特性は常法により得
られるインジゴによる染色物に対して期待される堅牢度
と完全に拮抗するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、微生物によって生成されたインジゴまたはその誘導
   体を含むバイオマスを、固体バイオマスの残分からこの
   染料を染色前に単離することなく、基材に適用すること
   を含む、基材の染色方法。 ２、インジゴまたはその誘導体を微生物により生成させ
   てバイオマスを形成し、 バイオマスの細胞を崩壊させ、 固体バイオマスの残分からインジゴまたはその誘導体を
   単離することなく、固体バイオマスにより基材を染色す
   る、 ことを含む、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、インジゴまたはその誘導体を含む固体バイオマスを
   染色前に乾燥することを含む、特許請求の範囲第１また
   は２項記載の方法。 ４、バイオマスが粉末を形成するために噴霧器により乾
   燥され、またはグラニュールを形成するために流動床中
   で乾燥される、特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５、インジゴまたはその誘導体の生成後であって、乾燥
   の前に、バイオマスが均質化される、特許請求の範囲第
   ３または４項記載の方法。 ６、基材がヒドロキシ基または窒素含有有機基材である
   、特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の方法。 ７、基材が木綿である、特許請求の範囲第６項記載の方
   法。 ８、染色方法がバット染色法である、特許請求の範囲第
   １〜７項のいずれかに記載の方法。 ９、染浴に添加するのに適するインジゴまたはその誘導
   体を含むバイオマスを製造するに当たり、微生物により
   インジゴまたはその誘導体を生成させ、得られるバイオ
   マスをその残分からインジゴ染料を単離することなく乾
   燥させることを含む方法。 １０、乾燥が粉末を形成させるために噴霧器によりまた
   はグラニュールを形成させるために流動床中で行われる
   、特許請求の範囲第９項記載の方法。 １１、インジゴまたはその誘導体の生成後であって、乾
   燥の前に、バイオマスの細胞を崩壊させることを含む、
   特許請求の範囲第９または１０項記載の方法。 １２、インジゴまたはその誘導体の生成後であって、乾
   燥の前に、バイオマスを均質化することを含む、特許請
   求の範囲第９〜１１項のいずれかに記載の方法。 １３、微生物により生成されたインジゴまたはその誘導
   体を含む、インジゴ染料がその残分と分離されていない
   、実質的に乾燥されたバイオマス。 １４、インジゴまたはその誘導体を含み、インジゴ化合
   物が下記式 I で示される化合物である、特許請求の範
   囲第１３項記載のバイオマス。 ▲数式、化学式、表等があります▼ 上式中、Ｒ＿１はそれぞれ独立に水素またはＣ＿１＿〜
   ＿４アルキルを表し、Ｒ＿２はそれぞれ独立に水素、弗
   素、塩素、臭素、Ｃ＿１＿〜＿４アルキル、Ｃ＿１＿〜
   ＿４アルコキシ、ヒドロキシ、シアノ、アミノまたはニ
   トロを表す。