特許 6182148 多糖繊維を製造するための新規な組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6182148

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】多糖繊維を製造するための新規な組成物

(51)【国際特許分類】

   C08B 37/00 20060101AFI20170807BHJP

   D01F 9/00 20060101ALI20170807BHJP

【ＦＩ】

   C08B37/00 G

   D01F9/00 Z

【請求項の数】2

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-534745(P2014-534745)

(86)(22)【出願日】2012年10月5日

(65)【公表番号】特表2014-534294(P2014-534294A)

(43)【公表日】2014年12月18日

(86)【国際出願番号】US2012058850

(87)【国際公開番号】WO2013052730

(87)【国際公開日】20130411

【審査請求日】2015年9月28日

(31)【優先権主張番号】61/543,423

(32)【優先日】2011年10月5日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390023674

【氏名又は名称】イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100127926

【弁理士】

【氏名又は名称】結田 純次

(74)【代理人】

【識別番号】100140132

【弁理士】

【氏名又は名称】竹林 則幸

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・ピー・オブライエン

(72)【発明者】

【氏名】キャスリーン・オッパー

【審査官】 齋藤 光介

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２９８９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５３５５０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０８Ｂ

Ｃ０８Ｌ

Ｄ０１Ｆ

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）、水、およびポリ（α（１→３）グルカン）を含む溶液であって、
ポリ（α（１→３）グルカン）の濃度が、前記溶液の全質量に対して５〜１５質量％の範囲であり、
前記ポリ（α（１→３）グルカン）が、少なくとも１０，０００Ｄａの数平均分子量（Ｍ_n）を特徴とし、
ＮＭＭＯと水の質量比が１２〜３．１３の範囲であり、そして
前記ポリ（α（１→３）グルカン）において、前記ポリマーにおける反復単位の少なくとも９０モル％がグルコース反復単位であり、かつグルコース反復単位間の結合の少なくとも５０％がα（１→３）グリコシド結合である、溶液。

【請求項2】

ポリ（α（１→３）グルカン）繊維を製造する方法であって、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）と水の混合物に、得られた溶液の全質量に対して、ポリ（α（１→３）グルカン）を５〜１５質量％溶解して、溶液を形成する工程であって、前記ポリ（α（１→３）グルカン）が少なくとも１０，０００Ｄａの数平均分子量（Ｍ_n）を特徴とし、前記溶液中のＮＭＭＯと水の質量比が１２〜３．１３の範囲である工程と；
紡糸口金を通して前記溶液を流して、それによって繊維を形成する工程と、
液体凝固剤を使用して、このように形成された繊維からＮＭＭＯを抽出する工程とを含み、
ここで、前記ポリ（α（１→３）グルカン）において、前記ポリマーにおける反復単位の少なくとも９０モル％がグルコース反復単位であり、かつグルコース反復単位間の結合の少なくとも５０％がα（１→３）グリコシド結合である、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、国際特許出願公開であり、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）の下で、２０１１年１０月５日出願の米国仮特許出願第６１／５４３，４２３号明細書および２０１１年１０月５日出願の米国仮特許出願第６１／５４３，４２８号明細書への優先権の利益を主張する。上述の出願の開示内容はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、水とＮ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシドの混合物中のその溶液から、ポリ（α（１→３）グルカン）を溶液紡糸するプロセス、ならびにその溶液自体に関する。用いられるポリ（α（１→３）グルカン）は、酵素作用によって合成された。

【背景技術】

【0003】

今世紀初頭以来、主にセルロース、β（１→４）グリコシド結合を介した天然プロセスによってグルコースから形成されるポリマーの形での多糖が知られている；例えば、非特許文献１を参照のこと。他の多数の多糖ポリマーもそれに開示されている。

【0004】

多くの既知の多糖の中でもセルロースのみが、繊維として商業的に卓越している。特に、綿、天然セルロースの高純度形が、繊維用途におけるその有益な特性についてよく知られている。

【0005】

セルロースは、液晶溶液を形成するのに十分な鎖延長および溶解状態での主鎖剛性を示す；例えばＯ’Ｂｒｉｅｎの特許文献１を参照のこと。当技術分野の教示から、十分な多糖の鎖延長はβ（１→４）結合多糖においてのみ達成することができること、その主鎖形状から著しく逸脱すると、秩序相の形成に必要とされる、分子アスペクト比が低くなるであろうことが示唆されている。

【0006】

さらに最近では、α（１→３）グリコシド結合を特徴とするグルカンポリマーが、唾液連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｓａｌｉｖａｒｉｕｓ）から単離されるＧｔｆＪグルコシルトランスフェラーゼと、ショ糖の水溶液を接触させることによって単離されている（非特許文献２）。α（１→３）−Ｄ−グルカンの高度に結晶質の、高度に配向した低分子量フィルムが、Ｘ線回折分析のために製造されている（非特許文献３）。Ｏｇａｗａの文献において、不溶性グルカンポリマーはアセチル化され、そのアセチル化グルカンをクロロホルム中で５％溶液を形成するように溶解し、その溶液をフィルムに流延する。次いで、そのフィルムを１５０℃にてグリセリン中で延伸にかけ、それによってフィルムが配向し、溶液流延フィルムの元の長さの６．５倍にそれが延伸される。延伸後、フィルムを脱アセチル化し、圧力容器内で１４０℃の過熱水中でアニーリングすることによって結晶化させる。このように熱い水性環境に多糖をさらすと、鎖の切断および分子量の減少と共に、それに付随する機械的性質の低下が起こることは当技術分野でよく知られている。

【0007】

光合成および代謝プロセスにおけるその卓越した役割から、グルコースをベースとする多糖およびグルコース自体が特に重要である。ポリアンヒドログルコースの分子鎖をどちらもベースとするセルロースおよびデンプンは、地球上で最も豊富なポリマーであり、商業的に極めて重要である。かかるポリマーは、その生活環全体にわたって環境的に優しく、かつ再生可能なエネルギーおよび原料資源から構成される。

【0008】

「グルカン」という用語は、８通りの可能な方法で連結されているβ−Ｄ−グルコースモノマー単位を含む多糖を意味する当技術分野の用語であり、セルロースはグルカンである。

【0009】

グルカンポリマー内で、その反復モノマー単位は、鎖でつながったパターンに続いて、様々な配置で結合され得る。鎖でつながったパターンの性質は、アルドヘキソース環が閉じてヘミアセタールを形成する場合に、どのように環が閉じるかに一部依存する。グルコース（アルドヘキソース）の開鎖形態は４つの不斉中心を有する（以下参照）。したがって、２^４または１６通りの可能な開鎖形態があり、そのＤおよびＬグルコースの開鎖形態は２つである。環が閉じている場合には、新たな不斉中心がＣ１に形成され、したがって５個の不斉炭素が作られる。グルコースに関して、環がどのように閉じるかに応じて、ポリマーにさらに縮合すると、α（１→４）−結合ポリマー、例えばデンプン、またはβ（１→４）−結合ポリマー、例えばセルロースが形成される。ポリマーにおけるＣ１での配置は、αまたはβ結合ポリマーであるかどうかを決定し、αまたはβに続くカッコ内の数字は、鎖つなぎがそれを介して行われる炭素原子を意味する。

【0010】

【化1】

【0011】

グルカンポリマーによって示される特性は、鎖つなぎパターンによって決定される。例えば、セルロースおよびデンプンの非常に異なる特性は、その鎖つなぎパターンの各性質
によって決定される。デンプンまたはアミロースはα（１→４）結合グルコースからなり、特に水によって膨潤または溶解することから、繊維を形成しない。一方、セルロースは、β（１→４）結合グルコースからなり、結晶質および疎水性の両方である優れた構造材料を作り、綿繊維としての繊維用途だけでなく、木材形態の構造に一般に使用される。

【0012】

他の天然繊維と同様に、綿は制約のもとで発展しており、その多糖構造および物理的性質は繊維用途に最適化されていない。特に、綿繊維は短繊維長さであり、断面積および繊度のバリエーションが限定されている繊維であり、かつ非常に骨の折れる、土地集約的なプロセスで製造される。

【0013】

Ｏ’Ｂｒｉｅｎの特許文献２には、アセチル化ポリ（α（１→３）グルカン）の液晶溶液から繊維を製造するプロセスが開示されている。したがって、次に、このように製造された繊維を脱アセチル化し、その結果、ポリ（α（１→３）グルカン）の繊維が得られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】米国特許第４，５０１，８８６号明細書

【特許文献2】米国特許第７，０００，０００号明細書

【非特許文献】

【0015】

【非特許文献1】Ａｐｐｌｉｅｄ Ｆｉｂｒｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｆ．Ｈａｐｐｅｙ，Ｅｄ．，Ｃｈａｐｔｅｒ８，Ｅ．Ａｔｋｉｎｓ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９７９

【非特許文献2】Ｓｉｍｐｓｏｎ ｅｔ ａｌ．，Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ １４１，ｐｐ．１４５１−１４６０（１９９５）

【非特許文献3】Ｏｇａｗａ ｅｔ ａｌ．，Ｆｉｂｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ，４７，ｐｐ．３５３−３６２（１９８０）

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0016】

その新規な溶液から繊維を溶液紡糸することにより、分子量を犠牲にすることなく、高度な配向および結晶質のポリ（α（１→３）グルカン）繊維を提供する、かなりの利点が、そのプロセスにもたらされる。

【0017】

一態様において、本発明は、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）、水、およびポリ（α（１→３）グルカン）（ＰＡＧ）を含む溶液に関し、ポリ（α（１→３）グルカン）の濃度は、溶液の全質量に対して５〜２０質量％の範囲であり；かつＮＭＭＯと水の質量比は１２〜１．６の範囲である。

【0018】

一実施形態において、その溶液は等方性溶液である。

【0019】

他の態様において、本発明は、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）と水の混合物に、得られた溶液の全質量に対して、少なくとも１０，０００Ｄａの数平均分子量（Ｍ_ｎ）を特徴とするポリ（α（１→３）グルカン）（ＰＡＧ）を５〜２０質量％溶解して、溶液を形成する工程であって、前記溶液中のＮＭＭＯと水の質量比が１２〜１．６の範囲である工程；紡糸口金を通して前記溶液を流して、それによって繊維が形成され、液体凝固剤を使用して、このように形成された繊維からＮＭＭＯを抽出する工程；を含む、ポリ（α（１→３）グルカン）繊維を製造するプロセスに関する。

【0020】

一実施形態において、その溶液は等方性溶液である。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】ヘキソースポリマーの液晶溶液をエアギャップ紡糸または湿式紡糸して多糖繊維を形成するのに適した装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本明細書に値の範囲が示される場合、特に指定がない限り、その範囲の終点を包含することが意図される。本明細書で使用される数値は、ＡＳＴＭ Ｅ２９−０８ Ｓｅｃｔｉｏｎ ６に記載の有効数字に関する化学における標準プロトコルに従って得られる有効桁数の精度を有する。例えば、数字４０は、３５．０〜４４．９の範囲を包含するのに対して、数字４０．０は、３９．５０〜４０．４９の範囲を包含する。

【0023】

「固形分」という用語は当技術分野の用語である。本明細書において、ＮＭＭＯ／水溶液中のポリ（α（１→３）グルカン）の質量パーセンテージを意味する。それは次式：

【数1】

（式中、ＳＣは「固形分」を表し、Ｗｔ（Ｇ）、Ｗｔ（ＮＭＭＯ）およびＷｔ（水）は、ポリ（α（１→３）グルカン）、ＮＭＭＯ、および水のそれぞれの質量である）から計算される。「固形分」という用語は、溶液の全質量に対するポリ（α（１→３）グルカン）の濃度（質量による）と同義である。

【0024】

質量パーセントは、「質量％」という用語で表される。

【0025】

「グルカン」という用語はポリマーを意味するが、繊維の形成に適していないオリゴマーおよび低分子量ポリマーも包含する。本発明の目的では、その実施に適したポリマーは、「ポリ（α（１→３）グルカン）」と呼ぶべきである。

【0026】

グルカン、および特にポリ（α（１→３）グルカン）などのポリマーは、互いに共有結合された、多数のいわゆる反復単位で構成される。ポリマー鎖における反復単位はジラジカルであり、そのラジカル形態は、反復単位間の化学結合を提供する。本発明の目的では、「グルコース反復単位」という用語は、ポリマー鎖において他のジラジカルに連結されたグルコースのジラジカル形態を意味し、それによって前記ポリマー鎖が形成される。

【0027】

一態様において、本発明は、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）、水、およびポリ（α（１→３）グルカン）（ＰＡＧ）を含む溶液であって、ポリ（α（１→３）グルカン）の濃度が、溶液の全質量に対して５〜２０質量％の範囲であり；ＮＭＭＯと水の質量比が１２〜１．６の範囲である、溶液を提供する。

【0028】

一実施形態において、その溶液は等方性溶液である。

【0029】

本発明の目的では、「等方性溶液」という用語は、無秩序形態を示す溶液を意味する。等方性溶液は、米国特許第７，０００，０００号明細書に記載のように秩序領域を示す液晶溶液の形態と対照的である。驚くべきことに、等方性である本発明の溶液の実施形態が、当技術分野で知られているような一般的な溶液紡糸法を用いて繊維を製造するのに有用であることが判明した。

【0030】

本発明で使用するのに適したポリ（α（１→３）グルカン）（ＰＡＧ）は、少なくとも１０，０００ＤａのＭ_ｎを特徴とするグルカンであり、そのポリマーにおける反復単位の少なくとも９０モル％がグルコース反復単位であり、グルコース反復単位間の結合の少なくとも５０％がα（１→３）グリコシド結合である。好ましくは、反復単位の少なくとも９５モル％、最も好ましくは反復単位の１００モル％がグルコース反復単位である。グルコース単位間の結合の好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは１００％がα（１→３）グリコシド結合である。

【0031】

様々な多糖の単離および精製が、たとえばＴｈｅ Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ，Ｇ．Ｏ．Ａｓｐｉｎａｌｌ，Ｖｏｌ．１，Ｃｈａｐ．２，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８３に記述されている。本発明に適したα（１→３）多糖を生成する手段では、満足な収率が得られ、純度９０％が適切である。米国特許第７，０００，０００号明細書に開示される、このような一方法において、ポリ（α（１→３）−Ｄ−グルコース）は、当技術分野で教示される方法に従って、唾液連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｓａｌｉｖａｒｉｕｓ）から単離されるｇｔｆＪグルコシルトランスフェラーゼと、ショ糖の水溶液を接触させることによって形成される。かかる代替方法において、ｇｔｆＪは、以下で詳述される遺伝子組換えされた大腸菌（Ｅ．Ｃｏｌｉ）によって生成される。

【0032】

本発明での使用に適したポリ（α（１→３）グルカン）はさらに、α（１→４）、α（１→６）、β（１→２）、β（１→３）、β（１→４）またはβ（１→６）、またはそのいずれかの組み合わせを含む、α（１→３）以外のグリコシド結合によって連結された反復単位を含み得る。本発明に従って、ポリマーにおけるグリコシド結合の少なくとも５０％がα（１→３）グリコシド結合である。グルコース単位間の結合の好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは１００％がα（１→３）グリコシド結合である。

【0033】

本発明に従って、本発明の溶液におけるＮＭＭＯと水の質量比は、次式：
比＝（ＮＭＭＯ質量）／Ｈ_２Ｏ質量）
から決定されるように、１２〜１．６の範囲である。

【0034】

本発明の溶液は、ＮＭＭＯ、Ｈ_２Ｏ、およびポリ（α（１→３）グルカン）を合わせ、完全な混合が得られるように攪拌することによって調製される。溶液中のポリ（α（１→３）グルカン）の量は、溶液の全質量に対して５〜２０質量％の範囲である。５質量％未満のポリ（α（１→３）グルカン）濃度では、溶液の繊維形成能力が大幅に低下する。１６質量％を超える溶液濃度は、繊維形成にはますます厄介である。１６〜２０質量％の範囲では、ますます改良された溶液形成技術が必要とされることが多い。

【0035】

一実施形態において、ポリ（α（１→３）グルカン）の濃度は、１０〜１５質量％の範囲である。

【0036】

示されるいずれかの実施形態において、ポリ（α（１→３）グルカン）の溶解限度は、分子量、ＮＭＭＯ／水の比、混合の継続時間、それが形成される時の溶液の粘度、溶液にかけられる剪断力、および混合を行う温度の関数である。一般に、他の条件が同じとすれば、低い分子量のポリ（α（１→３）グルカン）は、高い分子量よりも可溶性が高い。一般に、剪断混合が高く、混合時間が長く、温度が高いほど、溶解性が高いという関連がある。混合の最高温度は、溶媒の沸点および安定性によって制限される。最適なＮＭＭＯ／水の比は、混合プロセスの他のパラメーターに応じて変化し得る。

【0037】

他の態様において、本発明は、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）と水の混合物に、得られた溶液の全質量に対して、少なくとも１０，０００Ｄａの数平均分子量（Ｍ_ｎ）を特徴とするポリ（α（１→３）グルカン）（ＰＡＧ）を５〜２０質量％溶解して、紡糸溶液を形成する工程であって、前記溶液中のＮＭＭＯと水の質量比が１２〜１．６の範囲である工程と；紡糸口金を通して前記溶液を流して、それによって繊維を形成する工程と、液体凝固剤を使用して、このように形成された繊維からＮＭＭＯを抽出する工程とを含む、ポリ（α（１→３）グルカン）繊維を製造する方法に関する。一実施形態において、紡糸溶液は等方性溶液である。

【0038】

本発明の実施に厳密には必要とは限らないが、グルカンポリマーを添加する前に、水とＮＭＭＯを合わせることが非常に望ましい。水をＮＭＭＯに添加すると、爆発分解することなく、完全に使用することができるポイントまで、ＮＭＭＯの融点が下がる。

【0039】

更なる実施形態において、等方性紡糸溶液はさらに、それにおける反復単位の１００％がグルコースであり、かつグルコース反復単位間の結合の１００％がα（１→３）グリコシド結合である、ポリ（α（１→３）グルカン）を含む。

【0040】

安定な繊維形成を達成するために紡糸溶液において必要とされるポリ（α（１→３）グルカン）の最低固形分は、固有の分子形態およびポリ（α（１→３）グルカン）の分子量、ならびにＮＭＭＯ／水の比に応じて異なる。本発明の実施において、固形分５％が、安定な繊維形成に必要な濃度の近似の下限である。少なくとも１０％の固形分を有する溶液が好ましい。約１０〜約１５％の範囲の固形分がさらに好ましい。約５０，０００〜７０，０００ダルトンの数平均分子量を特徴とするポリ（α（１→３）グルカン）が好ましい。この特定のポリマーの最適な紡糸性能は、ＮＭＭＯ／水混合物中の固形分約１０〜約１２％で達成され、ＮＭＭＯと水の質量比は１２〜１．６の範囲である。

【0041】

ＮＭＭＯ／水の溶液からの紡糸は、当技術分野で公知の手段によって、Ｏ’Ｂｒｉｅｎの上記の明細書に記載のように達成することができる。粘性紡糸溶液は、ピストンのプッシュまたはポンプの作用などの手段によって単口または多口紡糸口金または他の形状のダイを通して押し出すことができる。紡糸口金の口は、当技術分野で公知のように、円形、平面、マルチローバル（ｍｕｌｔｉ−ｌｏｂａｌ）等のあらゆる断面形状であることができる。次いで、押出されたストランドを従来の手段によって、ポリマーではなくＮＭＭＯを溶解する液体凝固剤を含有する凝固浴に通し、したがって高度に配向されたポリマーが本発明による繊維へと凝固される。

【0042】

適切な液体凝固剤としては、限定されないが、氷酢酸、または少なくとも７５質量％の水濃度を特徴とするＮＭＭＯ／水の混合物が挙げられる。一実施形態において、液体凝固剤は、２０〜１００℃の範囲の温度で維持される。

【0043】

一実施形態において、凝固浴は酢酸を含む。本発明の実施において、液体凝固剤として過剰量の氷酢酸を使用することによって、満足な結果が得られる。紡糸過程中、紡糸された繊維が凝固剤浴を通る時に、氷酢酸がＮＭＭＯと水の両方を吸収する。

【0044】

一部の環境下では、押出しストランドが、凝固浴内に導入される前に、不活性な非凝固性層、通常エアギャップを最初に通った場合に、優れた結果が得られる。不活性層がエアギャップである場合には、紡糸プロセスはエアギャップ紡糸として知られる。他の環境下では、湿式紡糸として知られる、凝固浴への直接的な押出しが好ましい。

【0045】

図１は、本発明の紡糸プロセスでの使用に適した装置の概略図である。ウォームギヤドライブ１が、制御速度にて、紡糸セル４内に嵌め込まれたピストン３上にラム２を駆動する。紡糸セル４は、フィルターアセンブリ５を含有し得る。適切なフィルターアセンブリは、１００および３２５メッシュのステンレス鋼スクリーンを含む。他の適切なフィルターアセンブリは、Ｄｙｎａｌｌｏｙ Ｘ５、１０ミクロン焼結金属フィルター（Ｐａｌｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｄｅｌａｎｄ，ＦＬ）を含む。紡糸パック６は、紡糸口金と、任意に紡糸口金のプレフィルターとしてステンレス鋼スクリーンを含有する。それから製造された押出しフィラメント７を任意に、不活性非凝固性層（一般にエアギャップ）に通して誘導し、液体凝固浴９内に誘導する。押出し物は、必要ではないが、前後に動かして、通常Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）ＰＴＦＥ製のガイド８の間の浴に通すことができる。図１には浴の１回通過のみを示す。凝固浴９を出ると、急冷されたフィラメントがその周りに巻き取られる、独立して駆動されるロール１０を使用して、急冷されたフィラメント１１を任意に、延伸ゾーンに誘導することができる。このようにして製造されたフィラメントを次いで、好ましくはボビン上の繊維を均一に分配するようにトラバース機構を備えた巻取装置１２を使用して、プラスチックまたはステンレス鋼製ボビンに回収する。一実施形態において、このプロセスは、独立して駆動する複数のロールを含む。

【0046】

一実施形態において、多数のフィラメントが、多口紡糸口金を通して押出され、そのように製造されたフィラメントを集束してヤーンが形成される。更なる実施形態において、そのプロセスはさらに、多数のヤーンを同時に製造することができるように、多数の多口紡糸口金を含む。

【実施例】

【0047】

【表1】

【0048】

分子量
移動相として３．０％ＬｉＣｌ（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）と共に、Ｊ．Ｔ Ｂａｋｅｒ，Ｐｈｉｌｌｉｐｓｂｕｒｇ，ＮＪから入手したＤＭＡｃを用いて、Ｚｏｒｂａｘ ＰＳＭ Ｂｉｍｏｄａｌシリカカラム２個（Ａｇｉｌｅｎｔ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）を備えたＧＰＣＶ／ＬＳ２０００（商標）（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ）クロマトグラフを使用して、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によって分子量を決定した。ＬｉＣｌ５．０％と共にＤＭＡｃに試料を溶解した。表２に示す重合度は数平均分子量に基づく。

【0049】

グルコシルトランスフェラーゼ（ｇｔｆＪ）酵素の製造
種培地
発酵槽のスターター培養物を増殖させるのに使用される種培地は、酵母抽出物（Ａｍｂｅｒｅｘ６９５、１リットル当たり５．０グラム、ｇ／Ｌ）、Ｋ_２ＨＰＯ_４（１０．０ｇ／Ｌ）、ＫＨ_２ＰＯ_４（７．０ｇ／Ｌ）、クエン酸ナトリウム二水和物（１．０ｇ／Ｌ）、（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４（４．０ｇ／Ｌ）、ＭｇＳＯ_４七水和物（１．０ｇ／Ｌ）およびクエン酸鉄アンモニウム（０．１０ｇ／Ｌ）を含有した。５Ｎ ＮａＯＨまたはＨ_２ＳＯ_４のいずれかを使用して、培地のｐＨを６．８に調整し、培地をフラスコ内で滅菌した。滅菌後の添加は、グルコース（５０質量％溶液を２０ｍＬ／Ｌ）およびアンピシリン（２５ｍｇ／ｍＬストック溶液を４ｍＬ／Ｌ）を含んだ。

【0050】

発酵槽培地
発酵槽において使用される増殖培地は、ＫＨ_２ＰＯ_４（３．５０ｇ／Ｌ）、ＦｅＳＯ_４七水和物（０．０５ｇ／Ｌ）、ＭｇＳＯ_４七水和物（２．０ｇ／Ｌ）、クエン酸ナトリウム二水和物（１．９０ｇ／Ｌ）、酵母抽出物（Ａｍｂｅｒｅｘ６９５、５．０ｇ／Ｌ）、Ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ７１５３消泡剤（１リットル当たり０．２５ミリリットル、ｍＬ／Ｌ）、ＮａＣｌ（１．０ｇ／Ｌ）、ＣａＣｌ_２二水和物（１０ｇ／Ｌ）、およびＮＩＴ微量元素溶液（１０ｍＬ／Ｌ）を含有した。ＮＩＴ微量元素溶液は、クエン酸一水和物（１０ｇ／Ｌ）、ＭｎＳＯ_４水和物合物（２ｇ／Ｌ）、ＮａＣｌ（２ｇ／Ｌ）、ＦｅＳＯ_４七水和物（０．５ｇ／Ｌ）、ＺｎＳＯ_４七水和物（０．２ｇ／Ｌ）、ＣｕＳＯ_４五水和物（０．０２ｇ／Ｌ）およびＮａＭｏＯ_４二水和物（０．０２ｇ／Ｌ）を含有した。滅菌後の添加は、グルコース（５０質量％溶液を１２．５ｇ／Ｌ）およびアンピシリン（２５ｍｇ／ｍＬストック溶液を４ｍＬ／Ｌ）を含んだ。

【0051】

グルコシルトランスフェラーゼ（ｇｔｆＪ）酵素発現株の作製
大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）（ＤＮＡ２．０，Ｍｅｎｌｏ Ｐａｒｋ ＣＡ）における発現に対して最適化されたコドンを用いて、唾液連鎖球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｓａｌｉｖａｒｉｕｓ）（ＡＴＣＣ２５９７５）からの成熟グルコシルトランスフェラーゼ酵素（ｇｔｆＪ；ＥＣ２．４．１．５；ＧＥＮＢＡＮＫ（登録商標）ＡＡＡ２６８９６．１、配列番号３）をコードする遺伝子を合成した。核酸産物（配列番号１）をｐＪｅｘｐｒｅｓｓ４０４（登録商標）（ＤＮＡ２．０，Ｍｅｎｌｏ Ｐａｒｋ ＣＡ）にサブクローニングし、ｐＭＰ５２として同定されるプラスミド（配列番号２）を産生した。プラスミドｐＭＰ５２を使用して、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＭＧ１６５５（ＡＴＣＣ４７０７６（商標））を形質転換し、ＭＧ１６５５／ｐＭＰ５２として同定される株を産生した。グルコシルトランスフェラーゼ酵素発現株の作製に使用されるすべての手順は当技術分野でよく知られており、過度に実験を行うことなく、関連分野における個々の当業者によって行うことができる。

【0052】

発酵における組換えｇｔｆＪの産生
発酵槽における組換えｇｔｆＪ酵素の産生は、以下に記載のように作製された、ｇｔｆＪ酵素を発現する大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）株ＭＧ１６５５／ｐＭＰ５２のプレシード培養物を調製することによって開始された。種培地のアリコート１０ｍＬを１２５ｍＬ使い捨てバッフル付きフラスコに添加し、２０％グリセロール中の大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＭＧ１６５５／ｐＭＰ５２の培養物１．０ｍＬをそれに接種した。毎分回転数３００（ｒｐｍ）にて３時間振盪しながら、この培養物を３７℃で増殖させた。

【0053】

２Ｌ振とうフラスコに種培地０．５Ｌを装入することによって、発酵槽を開始するための種培物を調製した。プレシード培養物１．０ｍＬを無菌的に、フラスコ内の種培地０．５Ｌに移し、３７℃および３００ｒｐｍにて５時間培養した。上述の発酵槽培地８Ｌを３７℃で含有する１４Ｌ発酵槽（Ｂｒａｕｎ，Ｐｅｒｔｈ Ａｍｂｏｙ，ＮＪ）に、光学濃度５５０ｎｍ（ＯＤ_５５０）＞２にて種培養物を移した。

【0054】

大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＭＧ１６５５／ｐＭＰ５２の細胞を発酵槽内で増殖させ、培地のグルコース濃度が０．５ｇ／Ｌに下がった時に、グルコースの供給（ＭｇＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ １質量％を含有する５０質量％グルコース溶液）を開始した。１分当たり供給物０．３６グラム（供給物ｇ／分）にて供給を開始し、各時間で供給物０．４２、０．４９、０．５７、０．６６、０．７７、０．９０、１．０４、１．２１、１．４１、１．６３、１．９２、２．２ｇ／分に連続的にそれぞれ増加した。その後、グルコース濃度が０．１ｇ／Ｌを超えたときにグルコース供給を減らすか、または一時的に停止することによって、その速度を一定に維持した。ＹＳＩグルコース分析器（ＹＳＩ，Ｙｅｌｌｏｗ Ｓｐｒｉｎｇｓ，Ｏｈｉｏ）を使用して、培地のグルコース濃度をモニターした。

【0055】

細胞がＯＤ_５５０７０に達した時に、０．５Ｍ ＩＰＴＧ（イソプロピルβ−Ｄ−１−チオガラクト−ピラノシド）９ｍＬを添加して、グルコシルトランスフェラーゼ酵素活性の誘導を開始した。溶存酸素（ＤＯ）濃度を空気飽和度２５％にて制御した。最初にインペラー攪拌速度（４００〜１２００ｒｐｍ）によって、後に通気速度（２〜１０標準リットル／分、ｓｌｐｍ）によって、ＤＯを制御した。ｐＨを６．８で制御した。ＮＨ_４ＯＨ（１４．５％（質量／体積、ｗ／ｖ））およびＨ_２ＳＯ_４（２０％（ｗ／ｖ））をｐＨ制御に使用した。背圧を０．５バールで維持した。様々な間隔（２０、２５および３０時間）にて、Ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ７１５３消泡剤５ｍＬを発酵槽内に添加し、泡立ちを抑えた。ＩＰＴＧを添加して８時間後に、遠心分離によって細胞を収集し、−８０℃で細胞ペーストとして保存した。

【0056】

細胞ペーストからのｇｔｆＪ粗製酵素抽出物の製造
上記で得られた細胞ペーストを５０ｍＭリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７．２）に１５０ｇ／Ｌで懸濁し、スラリーを調製した。そのスラリーを１２，０００ｐｓｉでホモジナイズし（Ｒａｎｎｉｅ型装置、ＡＰＶ−１０００またはＡＰＶ１６．５６）、ホモジネートを４℃に冷却した。適度に力強く攪拌しながら、細胞ホモジネート１リットル当たり、フロック（ｆｌｏｃ）溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ番号４０９１３８、５０ｍＭリン酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ７．０）中にて５％）５０ｇを添加した。攪拌を弱めて、１５分間軽く攪拌した。次いで、４５００ｒｐｍにて３時間、５〜１０℃で遠心することによって、細胞ホモジネートを清澄化にした。粗製ｇｔｆＪ酵素抽出物を含有する上清を３０キロダルトン（ｋＤａ）カットオフ膜で濃縮した（約５倍）。ｇｆｔＪ酵素溶液中のタンパク質の濃度は、ビシンコニン酸（ＢＣＡ）タンパク質アッセイ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）によって４〜８ｇ／Ｌであると決定された。

【0057】

実施例１〜３および比較例Ａ〜Ｄ
実施例１〜３
ポリマーＰ１：
ショ糖（１５質量％の水溶液状）３０００ｇ、デキストランＴ−１０ ６０ｇ、未変性エタノール２Ｌ、および１Ｍ ＫＨ_２ＰＯ_４ １Ｌを合わせることによって、水溶液２０リットルを調製した。１０％ＫＯＨを添加して、ｐＨをｐＨ６．８〜７．０に調整した。次いで、脱イオン水を添加して、体積を２０Ｌにした。このように調製された溶液中の緩衝剤濃度は５０ｍＭであった。

【0058】

次いで、このように調製されたｐＨ調整溶液に、上記で調製された酵素抽出物２００ｍｌを装入し、周囲温度にて１４４時間静置した。３２５メッシュスクリーンを使用して、ブフナー漏斗で４０ミクロンの濾紙に、得られたグルカン固形物を収集した。脱イオン水に濾過ケークを再懸濁し、ショ糖、フルクトースおよび他の低分子量、可溶性副生成物を除去するために上記のように、さらに２回濾過した。最後に、メタノールでさらに２回の洗浄を行い、漏斗上で完全に濾過ケークをしぼり、真空中で室温で乾燥させた。収量４０３グラムで白色のフレーク状固形物が得られた。このように製造されたポリマーを本明細書においてＰ１と呼ぶ。

【0059】

数および質量平均分子量はそれぞれ、６４，８６３および１６８，１２０ダルトンであることが判明した。

【0060】

重水素化ＤＭＳＯ １ｍＬに、ポリマー２５〜３０ｍｇを溶解した。^１３Ｃ ＮＭＲスペクトル（ＣＰＤｕｌクリオプローブを備えたＢｒｕｋｅｒ Ａｖａｎｃｅ５００ＭＨｚ ＮＭＲ分光計）から、デキストランプライマーの組み込みのために、９８．１５、７３．５７、７１．６３、７０．１７、６５．７９および６０．５６ｐｐｍでの共鳴ピークの存在、および９９．４６、８１．６６、７２．１３、７１．０９、６９．６６、および６０．３０ｐｐｍでのポリ（α（１→３）グルカン）の予想される個々の炭素原子６個と一致する共鳴が示された。これらの共鳴は、デキストラン約５％を含有するポリ（ａ（１→３）グルカン）の存在と一致した。

【0061】

ポリ（α（１→３）グルカン）紡糸溶液の調製
ドライボックス内で、１００ｍＬ広口ガラス瓶にポリマーＰ１ ８ｇ、無水Ｎ−メチルモルホリンＮオキシド（ＮＭＭＯ）４６ｇを装入した。形成された混合物に、没食子酸プロピルエステル０．３４４ｇおよび硫酸ヒドロキシルアミン０．０８６ｇを含有する脱イオン水２１ｇを添加した。容器はキャップを備えており、ポリプロピレン製攪拌棒は、そのキャップ通じてセプタムを通して取り付けられていた。次いで、容器を１１０℃に加熱し、断続的に手作業での混合を、６時間にわたって１時間毎に約５分間行った。１時間後、内容物を混合し続けると同時に、真空を適用して水を除去した。６時間後、水０．６ｇを除去した結果、ポリ（α（１→３）グルカン）固形物１０．７５％の繊維形成性の薄い琥珀色の溶液が得られ、以下に示す条件下でそれを繊維に押出し成形することができた。

【0062】

ポリ（α（１→３）グルカン）繊維の紡糸
駆動ロール１０をフィラメント経路から取り除いて、上述の図１に示される装置に変更を加えた。紡糸延伸は、噴射速度よりも速く巻き取ることによって達成された。１００および３２５メッシュスクリーンからなるフィルターアセンブリを有する紡糸パックを通じて、直径０．００３インチの単口紡糸口金に、調製された紡糸溶液を速度０．３０ｍｌ／分で供給した。表１に示す温度で氷酢酸を含有する、横断２．５フィート長さの凝固浴に浸漬する前に、１．７５インチ（実施例１および２）または０．７５インチ（実施例３）に、押出されたフィラメントを通した。凝固浴から取り出すと、凝固されたフィラメントは、表１に示す巻取り速度で、横断ロッド（ｔｒａｖｅｒｓｅ ｒｏｄ）を有する、張力制御された巻取装置に向けられた。

【0063】

試験片の長さが１インチであることを除いては、ＡＳＴＭ標準Ｄ２１０１−８２に準拠する方法および装置を使用して、テナシティ、伸びおよび初期弾性率などの物理的性質を測定した。

【0064】

表１は、このように製造されたフィラメントの特性を示す。これらは、製造された繊維のデニールを含み、テナシティ（Ｔ）（グラム／デニール（ｇｐｄ））、破断点伸び（Ｅ％）および初期弾性率（Ｍ）（ｇｐｄ）などの物理的性質は、試験片の長さが１インチであることを除いては、ＡＳＴＭ標準Ｄ２１０１−８２に準拠する方法および装置を使用して測定された。表１に示す結果は、３〜５個の個々のフィラメント試験の平均である。

【0065】

比較例Ａ〜Ｄ
セルロース紡糸溶液の調製
ドライボックス内で、１００ｍｌ広口ガラス瓶に、寸断されたＷｈａｔｍａｎ＃１濾紙から得られたセルロース５ｇおよび無水ＮＭＭＯ ５４ｇを装入した。形成された混合物に、没食子酸プロピルエステル０．１３ｇおよび硫酸ヒドロキシルアミン０．０３３ｇを含有する脱イオン水７．６ｇを添加した。容器はキャップを備えており、ポリプロピレン製攪拌棒は、そのキャップ通じてセプタムを通して取り付けられていた。次いで、容器を１１５℃に加熱し、手作業での混合を４時間にわたって時折（５〜１０分／時）行った。その時点で溶解が完了し、セルロース固形分７．５％で繊維形成性の薄い琥珀色の溶液が得られ、以下に示す条件下にて、それを繊維に押出し成形することができた。

【0066】

セルロース繊維紡糸
紡糸口金への紡糸溶液の供給速度が０．２ｍｌ／分であり、かつエアギャップが１．２５インチ（比較例Ａ〜Ｃ）または１．７５インチ（比較例Ｄ）であったことを除いては、上述のように実施例１〜３で用いられた装置および手順を用いて、セルロースフィラメントを製造した。凝固浴は長さ４．８フィートであり、水のみを含有した。凝固したセルロース繊維は、図１に示される駆動ロール１０に巻き取られた。残りの条件を表１に示す。

【0067】

実施例１〜３に記載の物理的性質を決定した。結果を表１に示す。

【0068】

【表2】

【0069】

実施例４〜１７および比較例Ｅ〜Ｍ
紡糸溶液の調製
溶解性の決定
下記の実施例に記載の溶解プロセスが完了した後に、バイアル内の溶液を目視検査することによって、溶解性を決定した。目視検査によって、粒子または曇りが確認されない場合には、ポリ（α（１→３）グルカン）は完全に溶解していると言える。粒子または曇りの検出は、不完全な溶解性の指標であるとみなされる。

【0070】

紡糸に適した溶液を調製する観点から、完全な溶解性によって付与される均一性は非常に好ましい。

【0071】

下記のデータの表において、完全な溶解を意味する「Ｓ」、または完全ではない溶解を意味する「Ｎ」によって、溶解性が示される。

【0072】

ポリマーの合成
ポリマーＰ２
ショ糖１５％を含有する水溶液３リットル、デキストランＴ−１０ ９ｇ、未変性エタノール３００ｍｌ、および１モル ＫＨ_２ＰＯ_４（ｐＨ６．８〜７．０）５０ｍｌを容器内で合わせた。１０％ＫＯＨでｐＨを調整し、脱イオン水を添加して、体積を３リットルにした。次いでこの溶液に、上記で調製された酵素２０．１ｍｌ（０．６７体積パーセント）を装入し、周囲温度にて１４４時間静置した。３２５メッシュスクリーンを使用して、ブフナー漏斗で４０マイクロメーターの濾紙に、得られたグルカン固形物を収集した。脱イオン水に濾過ケークを再懸濁し、ショ糖、フルクトースおよび他の低分子量、可溶性副生成物を除去するために上記のように、さらに２回濾過した。最後に、メタノールでさらに２回の洗浄を行い、漏斗上で完全に濾過ケークをしぼり、真空中で室温にて乾燥させた。収量２５．５グラムで白色のフレーク状固形物が得られた。このように製造されたポリマーを本明細書においてＰ２と呼ぶ。

【0073】

Ｐ３
デキストランＴ−１０ ９ｇ、未変性エタノール３００ｍｌ、およびリン酸カリウム緩衝液（１０％ＫＯＨを使用してｐＨ６．８〜７．０に調整された）１５０ｍｌと、ショ糖１５％を含有する水溶液３リットルを容器内で合わせた。脱イオン水を添加して、体積を３リットルにした。次いで、上記で調製された酵素３０ｍｌ（１体積％）を溶液に装入し、周囲温度にて７２時間静置した。３２５メッシュスクリーンを使用して、ブフナー漏斗で４０ミクロンの濾紙に、得られたグルカン固形物を収集した。脱イオン水に濾過ケークを再懸濁し、ショ糖、フルクトースおよび他の低分子量、可溶性副生成物を除去するために上記のように、さらに２回濾過した。最後に、メタノールでさらに２回の洗浄を行い、漏斗上で完全に濾過ケークをしぼり、真空中で室温にて乾燥させた。収量５５．４グラムで白色のフレーク状固形物が得られた。このように製造されたポリマーを本明細書においてＰ３と呼ぶ。

【0074】

Ｐ４
グルカンプライマー
電磁攪拌子を使用して５００ｍｌエルレンマイヤーフラスコにおいて、粉砕されたポリマーＰ３ ２５グラムを３７％ＨＣｌ（ＥＭＤ ＨＸ０６０３−４）５００ｍｌ中に懸濁し、２時間加水分解させた。水５０ｍｌを加えたＮａＯＨ固形物を使用して、ゆっくりと酸を中和し、氷浴で冷却しながら加水分解グルカンを溶解状態で維持した。次いで、塩を除去するために、低レベルで一晩水道水を流しながら、５００ＭＷカットオフ膜（Ｓｐｅｃｔａ／Ｐｏｒ Ｂｉｏｔｅｃｈ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｅｓｔｅｒ（ＣＥ）ＭＷＣＯ ５００〜１，０００Ｄ）を使用して、溶液を透析した。次いで、溶液を回転蒸発器（ｒｏｔｏｖａｐ）に置き、真空下にて室温で乾燥させた。このように製造された材料を本明細書においてＰ３−Ｈと呼ぶ。

【0075】

Ｐ３−Ｈを４．６ｇ使用し、デキストランが省かれることを除いては、ポリマーＰ１を製造するために用いられる材料および手順が繰り返された。このように製造された材料を本明細書においてＰ４と呼ぶ。収量３０９グラムで白色のフレーク状固形物が得られた。

【0076】

Ｐ５
攪拌かつ温度制御しながら、１５０ガロンのガラス裏張り反応器において、容器内でショ糖７５ｋｇ、デキストランＴ−１０ ５００ｇ、１０％ＫＯＨを使用してｐＨ７．０に調整されたリン酸カリウム緩衝液３．４ｋｇ、および未変性エタノール５０リットルを合わせることによって、水溶液約３９４ｋｇを調製した。次いで、上記で製造された酵素３２単位／リットルを溶液に装入し、続いて脱イオン水をさらに１リットル装入した。得られた溶液を２５℃で穏やかに７２時間混合した。得られたグルカン固形物をＺｗａｇフィルターに移し、母液を除去した。水を約１５０ｋｇの水で３回置き換えることによって、ケーキを洗浄した。最後に、メタノール１００リットルでさらに２回置き換え洗浄を行った。その材料を６０℃のジャケットを用いて真空下で乾燥させた。収量：６．６ｋｇ白色のフレーク状固形物。このようにして製造された材料を本明細書においてＰ５と呼ぶ。

【0077】

Ｐ６
Ｐ３−Ｈを２．０ｇ使用し、デキストランが省かれることを除いては、ポリマーＰ３を製造するための材料および手順が繰り返された。収量６８グラムで白色のフレーク状固形物が得られた。このように製造された材料を本明細書においてＰ６と呼ぶ。

【0078】

実施例４
無水ＮＭＭＯと水の５０／５０（質量）混合物８ｇを没食子酸プロピル（０．０８Ｍ）と硫酸ヒドロキシルアミン（０．０２６Ｍ）の水溶液０．１５ｍｌと合わせることによって形成された混合物に、ポリマーＰ２ ０．５ｇを添加した。このように合わせた成分を４０ｍｌガラスバイアルに装入した。装入後、バイアルをシリコーン製セプタムで蓋をし、バイアルを計量した。次いで、セプタムに攪拌棒を取り付けた。１１０℃に予熱された加熱ブロック内にバイアルを置き、手作業で時折攪拌しながら、それを３０分間維持した。３０分後、１１０℃で加熱し続けながら真空を適用して、表２に示すレベルまで水を除去した。蒸留除去された量を計量することによって、最終的な含水量を決定した。ＮＭＭＯの蒸留は無視できる。ポリマーは完全に溶解され、薄い琥珀色であった。最終固形分は８．９％であった。

【0079】

実施例５
無水ＮＭＭＯと水の５０／５０（質量）混合物８．５ｇ中にポリマーＰ４ １．０ｇを懸濁し、それに没食子酸プロピル（０．０１６Ｍ）と硫酸ヒドロキシルアミン（０．００５Ｍ）の水溶液０．１５ｍｌを添加した。シリコーン製セプタムを備えた４０ｍｌガラスバイアル内に成分を装入した。バイアルに装入した後、その内容物を計量した。次いで、セプタムを通して攪拌棒を挿入した。次いで、１１０℃に予熱された加熱ブロック内にバイアルを置き、手作業で時折攪拌しながら、それを６０分間維持した。６０分後、１１０℃で加熱し続けながら真空を適用して、表２に示すレベルまで水を除去した。ポリマーは完全に溶解され、薄い琥珀色であった。最終固形分は８．１質量％であった。

【0080】

実施例６
無水ＮＭＭＯ ４６ｇ、没食子酸プロピル（０．０８Ｍ）と硫酸ヒドロキシルアミン（０．０２６Ｍ）の水溶液２１ｍｌを含有する混合物中に、ポリマーＰ１ ８．０ｇを懸濁した。１００ｍｌ広口ガラスバイアルに成分を挿入した。挿入後、バイアルをセプタム／撹拌子で蓋をし、アセンブリを計量した。次いで、手作業で時折攪拌しながら、１１０℃で混合物を３０分間加熱した。３０分後、１１０℃で加熱し続けながら真空を適用して、表２に示すレベルまで水を除去した。ポリマーは完全に溶解され、薄い琥珀色であった。最終固形分は１０．９％であった。

【0081】

比較例Ｅ
ポリマーＰ１ １０．０ｇをＮＭＭＯ／水溶液混合物中に懸濁したことを除いては、実施例６の材料および手順を用いた。ポリマーは完全には溶解しなかった。最終固形分は１３．７％であった。

【0082】

比較例Ｆ
表２に示す異なる値に、ＮＭＭＯ／Ｈ_２Ｏ比を調節したことを除いては、実施例６の材料および手順を再現した。得られた溶液は薄い琥珀色であった。いくつかの粒子が存在することから、ポリマーは完全に溶解していないことが示された。最終固形分は１１．０％であった。

【0083】

比較例Ｇ
表２に示す異なる値に、ＮＭＭＯ／Ｈ_２Ｏ比を調節したことを除いては、実施例６の材料および手順を再現した。得られた溶液は薄い琥珀色であった。いくつかの微粒子が存在することから、ポリマーは完全に溶解していないことが示された。最終固形分は１０．８％であった。

【0084】

比較例Ｈ
表２に示す異なる値に、ＮＭＭＯ／Ｈ_２Ｏ比を調節したことを除いては、実施例６の材料および手順を再現した。さらに、水を真空蒸留した後、真空を止め、混合物を窒素で覆い、時折混合しながら、１１０℃でさらに６０分間加熱を続けた。得られた溶液は薄い琥珀色であった。いくつかの粒子が存在することから、ポリマーは完全に溶解していないことが示された。最終固形分は１０．８％であった。

【0085】

実施例７
ＮＭＭＯ ６ｇ、および没食子酸プロピル（０．０８Ｍ）と硫酸ヒドロキシルアミン（０．０２６Ｍ）の水溶液６ｍｌを含有する混合物中に、ポリマーＰ３ ０．５ｇを懸濁した。シリコーン製セプタムおよび攪拌棒が取り付けられた４０ｍｌガラスバイアル内に成分を装入した。バイアルに装入した後、その内容物に蓋をし、計量した。次いで、時折手作業で攪拌しながら、混合物を１１０℃で３０分間加熱した。３０分後、１１０℃で加熱し続けながら真空を適用して、表に示すレベルまで水を除去した。水を真空抽出した後、真空を止め、混合物を窒素で覆い、時折混合しながらさらに３時間、１１０℃で加熱し続けた。得られた溶液は完全に透明であり、薄い琥珀色であった。最終固形分は５．６％であった。

【0086】

実施例８
ＮＭＭＯ ５ｇ、および没食子酸プロピル（０．０８Ｍ）と硫酸ヒドロキシルアミン（０．０２６Ｍ）の水溶液５ｍｌを含有する混合物中に、ポリマーＰ３ ０．５ｇを懸濁した。実施例７の装置および手順を繰り返した。得られた溶液は完全に透明であり、薄い琥珀色であった。最終固形分は６．３％であった。

【0087】

実施例９
ＮＭＭＯ ４ｇおよび没食子酸プロピル（０．０８Ｍ）と硫酸ヒドロキシルアミン（０．０２６Ｍ）の水溶液４ｍｌを含有する混合物中に、ポリマーＰ３ ０．５ｇを懸濁した。実施例７の装置および手順を繰り返した。得られた溶液は完全に透明であり、薄い琥珀色であった。最終固形分は８．７％であった。

【0088】

比較例Ｉ
ＮＭＭＯ ３ｇおよび没食子酸プロピル（０．０８Ｍ）と硫酸ヒドロキシルアミン（０．０２６Ｍ）の水溶液３ｍｌを含有する混合物中に、ポリマーＰ３ ０．５ｇを懸濁した。実施例７の装置および手順を繰り返した。３時間後、グルカンポリマーはいくらかの粒子を有するゲル状であり、薄い琥珀色であった。最終固形分は１０．１％であった。

【0089】

実施例１０
風袋引きされた２０×１２５ｍｍ組織培養チューブに、９７％ＮＭＭＯ ３．１７ｇを移した。（過剰量の）脱イオン水１．６３ｇをチューブに添加した。チューブをセプタムで蓋をし、予め穴が開けられたＴｅｆｌｏｎ（登録商標）被覆シリコーンセプタムにプラスチック製攪拌棒を挿入した。形成された混合物を約１分間攪拌した。攪拌後、硫酸ヒドロキシルアミン０．４質量％および没食子酸プロピル１．７質量％を含有する安定化水溶液０．１２ｍｌをチューブに添加し、さらに混合を２〜５分間行った。ポリマーＰ５ ０．２５ｇをチューブに添加し、得られた混合物を室温でさらに２〜５分間混合し、スラリーが形成された。

【0090】

ガラスシールドの後ろで、Ｐｉｅｒｃｅ Ｒｅａｃｔｉ−ｔｈｅｒｍ加熱モジュール（Ｐｉｅｒｃｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｒｏｃｋｆｏｒｄ，ＩＬ）内に５０℃でチューブを置いた。セプタムを通して挿入された針を通じて入れられる窒素ブランケットでチューブの内容物を覆った。断続的に５〜１０分毎に手で攪拌しながら、チューブをブロックにおいて５０℃で３０〜４５分間加熱した。ポリマー固形物は、完全に湿潤していることが確認された。次いで、断続的に攪拌しながら、１５分間にわたって温度を１００℃に上げ、次いで１００℃で３０〜６０分間維持し、溶解を開始した。攪拌を維持しながら、次いで温度を１１５℃に上げ、断続的に攪拌しながら真空下にて、表２に示す濃度まで余分な水を除去し、溶液の形成を完了した。最終組成物を表２に示した。ポリマーは完全に溶解した。固形分６．８４質量％は、水の質量減少によって、かつ留出物がごく少量のＮＭＭＯを含有したことのＧＣ−ＭＳでの確認によって、検証された。

【0091】

実施例１１〜１７および比較例Ｊ〜Ｐ
表２に示す変更を加えて、実施例１０で用いられた材料および手順を繰り返した。結果を表２に示す。

【表3】

【0092】

以上、本発明を要約すると下記のとおりである。
１．Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）、水、およびポリ（α（１→３）グルカン）を含む溶液であって、ポリ（α（１→３）グルカン）の濃度が、前記溶液の全質量に対して５〜２０質量％の範囲であり、前記ポリ（α（１→３）グルカン）が、少なくとも１０，０００Ｄａの数平均分子量（Ｍ_ｎ）を特徴とし；かつＮＭＭＯと水の質量比が１２〜１．６の範囲である、溶液。
２．等方性溶液の状態である、上記１に記載の溶液。
３．前記ポリ（α（１→３）グルカン）において、前記ポリマーにおける反復単位の少なくとも９０モル％がグルコース反復単位であり、かつグルコース反復単位間の結合の少なくとも５０％がα（１→３）グリコシド結合である、上記１に記載の溶液。
４．前記ポリ（α（１→３）グルカン）において、前記ポリマーにおける反復単位の１００モル％がグルコース反復単位であり、かつグルコース反復単位間の結合の少なくとも１００％がα（１→３）グリコシド結合である、上記３に記載の溶液。
５．ポリ（α（１→３）グルカン）の濃度が１０〜１５質量％の範囲である、上記１に記載の溶液。
６．前記ポリ（α（１→３）グルカン）の数平均分子量が５０，０００〜７０，０００ダ
ルトンの範囲である、上記１に記載の溶液。
７．ポリ（α（１→３）グルカン）繊維を製造する方法であって、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）と水の混合物に、得られた溶液の全質量に対して、ポリ（α（１→３）グルカン）を５〜２０質量％溶解して、溶液を形成する工程であって、前記ポリ（α（１→３）グルカン）が少なくとも１０，０００Ｄａの数平均分子量（Ｍ_ｎ）を特徴とし、前記溶液中のＮＭＭＯと水の質量比が１２〜１．６の範囲である工程と；紡糸口金を通して前記溶液を流して、それによって繊維を形成する工程と、液体凝固剤を使用して、このように形成された繊維からＮＭＭＯを抽出する工程とを含む、方法。
８．前記溶液が等方性溶液の状態である、上記７に記載の方法。
９．前記ポリ（α（１→３）グルカン）における反復単位の少なくとも９０モル％がグルコース反復単位であり、かつグルコース反復単位間の結合の少なくとも５０％がα（１→３）グリコシド結合である、上記７に記載の方法。
１０．前記ポリ（α（１→３）グルカン）における反復単位の１００モル％がグルコース反復単位であり、かつグルコース反復単位間の結合の少なくとも１００％がα（１→３）グリコシド結合である、上記９に記載の方法。
１１．前記溶液中のポリ（α（１→３）グルカン）の濃度が、１０〜１５質量％の範囲である、上記７に記載の方法。
１２．前記溶液中のポリ（α（１→３）グルカン）の数平均分子量が、５０，０００〜７０，０００ダルトンの範囲である、上記７に記載の方法。
１３．前記液体凝固剤が氷酢酸である、上記７に記載の方法。
１４．前記液体凝固剤が、少なくとも７５質量％の水の濃度を有する、Ｎ−メチルモルホリンＮオキシドと水の混合物である、上記７に記載の方法。

【図1】

【配列表】

[この文献には参照ファイルがあります.J-PlatPatにて入手可能です(IP Forceでは現在のところ参照ファイルは掲載していません)]