JP2000143868A - 含芳香族ポリエステルの分解方法、含芳香族ポリエステル繊維の減量加工方法、含芳香族ポリエステル繊維および含芳香族ポリエステルの分解菌 - Google Patents

含芳香族ポリエステルの分解方法、含芳香族ポリエステル繊維の減量加工方法、含芳香族ポリエステル繊維および含芳香族ポリエステルの分解菌

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Abstract

(57)【要約】 【課題】含芳香族ポリエステル資材や繊維を、環境に悪
影響を与えないような方法で抜本的に処理すること 【解決手段】含芳香族ポリエステル分解活性を有する微
生物を含芳香族ポリエステルに接触させることによっ
て、含芳香族ポリエステルを分解させ、あるいは減量加
工する。好ましくは、トリコスポロン ＦＥＲＭ ＢＰ
−６４４５とアルスロバクター ＦＥＲＭ ＢＰ−６４
４４との少なくとも一方を含芳香族ポリエステルに接触
させることによって、含芳香族ポリエステルを分解さ
せ、あるいは減量処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、含芳香族ポリエステル
の分解方法、含芳香族ポリエステル繊維の減量加工方
法、含芳香族ポリエステル繊維および含芳香族ポリエス
テルの分解菌に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】環境汚染は、大変に深刻な社会問題であ
り、１９９７年４月から容器包装リサイクル法が施行さ
れている。プラスチック関係は、３年間の猶予期間が設
けられているが、２０００年４月からは同法の施行対象
となるので、それ以降は高額のリサイクル費用の負担を
強いられる。これには、清涼飲料水や調味料の容器に用
いられているポリエチレンテレフタレートも含まれてい
るため、各メーカーにおいて容器の回収とリサイクルと
が試みられている。
【０００３】しかし、芳香族化合物を含むポリエステ
ル、即ちポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテ
レフタレートなどの含芳香族ポリエステルは、最終的に
は焼却、埋め立てに頼らざるを得ない状況である。焼却
の際には、これによって発生する有害物質を処理する必
要があり、また埋め立てした場合には、プラスチックの
浮遊ゴミを発生させ得るため、環境汚染はなくならな
い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、含芳香族
ポリエステルからなる容器、包装資材、更にはアパレル
業界から排出される含芳香族ポリエステル繊維の服飾製
品は、リサイクルコストが高く、かつ最終的には埋め立
てや焼却に頼らざるを得ないことから、抜本的な処理方
法が望まれていた。
【０００５】本発明の課題は、含芳香族ポリエステル資
材や繊維を、環境に悪影響を与えないような方法で抜本
的に処理することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、含芳香族ポリ
エステル分解活性を有する微生物を含芳香族ポリエステ
ルに接触させることによって、含芳香族ポリエステルを
分解させることを特徴とする、含芳香族ポリエステルの
分解方法に係るものである。
【０００７】本発明者は、世界で初めて、含芳香族ポリ
エステルを微生物によって分解できることを見いだし、
本発明に到達した。従来、脂肪族ポリエステルは生分解
可能であることが知られているが、含芳香族ポリエステ
ルを微生物によって分解することはまったく知られてい
ない。この結果、本発明によって、環境を汚染すること
なく、含芳香族ポリエステルを分解処理でき、その低分
子量の分解生成物を自然環境の物質循環系に戻すことが
できる。
【０００８】本発明の分解方法は、含芳香族ポリエステ
ルからなる容器資材、包装資材のみならず、含芳香族ポ
リエステル繊維からなる布地に対して適用可能である。
この際には、ゴミを堆肥化（コンポスト化）するとき
に、堆肥中に微生物を共存させ、含芳香族ポリエステル
を堆肥中で早期に分解させて無害にすることができる。
また、含芳香族ポリエステル資材を含むゴミを埋め立て
る際に、ゴミの中に微生物を共存させ、含芳香族ポリエ
ステル資材の分解を図ることができる。
【０００９】特に、いわゆるペットボトル（ＰＥＴボト
ル）を回収した後の処理について、いまだ有効な処理方
法が開発されていない。本発明によれば、自然環境に負
荷を与えずにペットボトルを処理できる。
【００１０】なお、埋め立てや焼却などの他の処理方法
では、有害物質の生成が生ずることがあるが、本発明で
は、分解菌そのものが含芳香族ポリエステルのみを唯一
の炭素源として長時間生存可能なので、有害物質の生成
は起こらないものと考えられる。
【００１１】また、本発明者は、本発明の分解方法を、
含芳香族ポリエステル繊維の表面減量加工に対して適用
できることを見いだした。この方法によれば、加水分解
に伴う分解残滓が生成しないために、環境適合的な減量
技術となる。また、本発明の減量加工方法は、風合いの
良い繊維を得るという観点からも有用である。例えば、
現在、コットン繊維の風合い加工が、微生物由来のセル
ラーゼによって行われている。これと同様に、本発明の
方法によって、風合いの優れた含芳香族ポリエステル繊
維や生地が得られる。また、減量加工のプロセスにおい
て、繊維の表面に微細な凹部、空洞、筋が発生すること
から、繊維が染色し易くなる。
【００１２】次の微生物が、含芳香族ポリエステルの分
解活性を有することを確認している。 （１）トリコスポロン ＦＥＲＭ ＢＰ−６４４５ （２）アルスロバクター ＦＥＲＭ ＢＰ−６４４４
【００１３】含芳香族ポリエステルは、芳香族化合物を
その単量体として有するポリエステルであるが、特にポ
リアルキレンテレフタレートが好ましく、ポリエチレン
テレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレートが特に好ましく、ポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレートが一層好
ましい。また、上記ポリエステルの共重合体、更には上
記ポリエステルと脂肪族ポリエステルとの共重合体であ
ってもよい。
【００１４】
【実施例】（含芳香族ポリエステル分解菌のスクリーニ
ング）本発明者は、ポリエチレンテレフタレートを中心
として、含芳香族ポリエステル分解菌をスクリーニング
する培養方法を考案した。ポリエチレンテレフタレート
は、水に難溶性の物質であり、結晶性を有している。こ
のため、非結晶性のポリエチレンテレフタレートの繊維
を、下記の培地の中に含有させた。繊維を使用したの
は、分解の有無の判定、即ちスクリーニングを容易にす
るためである。また、集積培養時に、含芳香族ポリエス
テルのみが唯一の炭素源となるような培地を使用した。
【００１５】使用培地 酵母エキス ０．１％ 硫酸アンモニア ０．２％ 微量塩類 硫酸鉄七水和物 ０．００１％ 硫酸銅五水和物 ０．０００１％ 硫酸亜鉛七水和物 ０．０００１％ 硫酸マンガン七水和物 ０．０００１％ 培地のｐＨは未調整とし、培地をチューブ１本中に７ｍ
ｌ含有させ、オートクレーブ中にチューブを入れ、１２
０℃で１５分間加熱滅菌し、次いで非結晶性のポリエチ
レンテレフタレート繊維を０．２％となるように加え
た。繊維の直径は１２０μｍであり、長さは５ｃｍであ
り、繊維の本数は１２本である。
【００１６】日本各地から採取した土壌試料４００点を
使用した。各培地中に、スパーテル小さじ一杯の各土壌
試料を添加し、２５℃−３０℃で１週間振とう培養し、
菌の生育が確認されるものを選択した（第一次スクリー
ニング）。次に、各試料を２週間ごとに培地を交換して
継代培養し、２カ月間、集積培養を行った。２カ月目
に、培養液からポリエチレンテレフタレート繊維を抜き
取り、各繊維の引張強度を測定した。この際には、「Te
nsilon / JTM-4L, Toyo Measuring InstrumentsCo. Lt
d. 50mm/min 」を使用した。未処理のブランクの繊維の
引張強度と比較して、相対強度が著しく低下しているも
のについて、走査型電子顕微鏡（日立「Ｓ−８００」）
によって繊維の表面を観察し、これらの結果を総合して
分解陽性と判定した（第二次スクリーニング）。
【００１７】（微生物の分取と含芳香族ポリエステルの
分解活性）繊維の相対強度の減少が確認された試料のう
ち２種類から、含芳香族ポリエステル分解能を有する微
生物を、単一コロニーとして分取した。一方の試料から
は酵母様微生物が分取され、他方の試料からは細菌が分
取された。酵母様微生物が分取された試料においては、
繊維の引張強度のブランクに対する相対比率が、３０日
処理後に６０％に低下していた。細菌が分取された試料
においては、繊維の引張強度のブランクに対する相対比
率が、３０日処理後に９２％に低下し、５５日処理後に
５１％まで低下していた。
【００１８】図１、図２には、酵母様微生物によって３
０日処理した後の繊維の表面状態の顕微鏡写真を示す
（倍率３０００倍）。図１、図２から分かるように、繊
維の表面に丸い凹部が多数生成している。
【００１９】図３、図４には、それぞれ、細菌によって
５５日処理後の繊維の表面状態の顕微鏡写真を示す（倍
率３０００倍）。図３、図４から分かるように、繊維の
長軸方向に向かって、浸食部分が細長く筋状に伸びる傾
向がある。このように、酵母様微生物と細菌との浸食形
態が異なることから、両者を同時に含芳香族ポリエステ
ルに接触させることによって、その分解加工、減量加工
の効率を向上させることができる。
【００２０】（各微生物の同定） 酵母様微生物 トリコスポロン属に属する。国際寄託番号は、トリコス
ポロン ＦＥＲＭ ＢＰ−６４４５である。トリスコポ
ロン属は、担子菌系の不完全酵母であり、真菌糸および
分裂子を形成する酵母である。主な分離源としては、食
品、ヒトを含む動物の腸管、水、排水、樹木、樹液等が
知られている（参考文献：Kreger-van Rij, N. J. W.
「The Yeasts」1984年、Elsevier Science Publishers
B. V. ：Barnett, J. A., Payne, R. W. およびYarro
w. D. 「Yeasts：Characteristicsand identificatio
n」第2 版、1990年ケッブリッジ ユニバーシティ プ
レス)。 栄養細胞の形態 球形−楕円形−伸長形 増殖形式 多極出芽、分裂子を形成 液体培養 沈殿及び被膜の形成を認める（２５℃、３日間） 偽菌糸 形成する（２５℃、３日間） 真菌糸 形成する（コーンミール寒天平板培地、２５℃、３日間） 分裂糸 形成する（コーンミール寒天平板培地、２５℃、３日間） 子嚢胞子 アダムス、ゴロドコバ、麦芽、ＹＭ、Ｖ−８およびポテト デキストロースの各培地で形成を認めず グルコースの発酵性 − イノシトールの資化性 ＋ 硝酸塩の資化性 − 尿素の分解 −（非典型形状） ＤＢＢの呈色 ＋ 細胞壁中のキシロース ＋
【００２１】図５には、本酵母様微生物の光学顕微鏡写
真を示す（倍率１５００倍）。また、図６に、コーンミ
ール寒天平板培地で２５℃で３日間培養した後の、真菌
糸と分裂糸との一例の光学顕微鏡写真を示す（倍率４７
０倍）。
【００２２】細菌 アルスロバクター ＦＥＲＭ ＢＰ−６４４４ 形態観察、生理的性状試験、菌体成分の分析および菌体
内ＤＮＡのＧＣ含量の測定から、文献を参考にして、ア
ルスロバクターに属する細菌と同定された（参考文献：
Sneath P. H. A., Mair, N. S., Sharpe M. E. および
Holt J. G.「Bergey's Manual of Systematic Bacterio
logy」Vol.2 1986年、Wiliams and Wilkins: Holt J.
G., Krieg N. R., Sneath P. H. A., Stanley, J. T.
およびWiliams, S. T.「Bergey's Manual of Determina
tive Bacteriology 」第9 版、1994年、Wiliams and Wi
lkins)。アルスロバクターは、多形性を示す無芽胞のグ
ラム陽性悍菌である。 形態 多形性悍菌 グラム染色性 ＋ 胞子 − 運動性 ＋ 酸素に対する態度 好気性 オキシダーゼ − カタラーゼ ＋ ＯＦ − 抗酸性 − 集落の色調 特徴的集落色素を生成せず ロッド コッカス サイクル(rod-coccus cycle) ＋ 集落の周辺細胞の伸長 − 細胞壁 ジアミノ酸 リジン アシルタイプ アセチル型 アラビノ・ガラクタンポリマー（全細胞の酸加水分解物を用いて推定した） − 主要キノン系 ＭＫ−９（Ｈ2 ） 菌体内ＤＮＡのＧＣ含量（ｍｏｌ％、ＨＰＬＣ法による） ６５
【００２３】図７には、本細菌の光学顕微鏡写真（倍率
１５００倍）を示す。また、この細菌を、ＥＹＧＡ培地
中で３０℃で８時間培養した後の状態を図８に示し、７
２時間培養した後の状態を図９に示す。
【００２４】（含芳香族ポリエステル生地の減量加工）
前記酵母様微生物と細菌とを使用し、ポリエチレンテレ
フタレート繊維からなる生地を減量加工した。前記した
スクリーニング用の培地を使用した。
【００２５】実験Ａでは、寸法１８ｍｍ×１８ｍｍ、重
量２．０８２５ｇの結晶質ポリエチレンテレフタレート
繊維製の生地を培地に浸漬し、前記の酵母様細菌を含む
培養液を培地に添加し、３０℃で、２週間ごとに継代し
ながら、延べ５５日間、振とう培養した。培養液から生
地を取り出し、重量を測定した。実験Ｂ、Ｃでも同様で
ある。ただし、実験Ｂでは、前記の細菌を添加した。実
験Ｃでは、前記の酵母様微生物と細菌とを添加した。
【００２６】この結果、実験Ａにおける減量処理後の生
地の重量は１．７５３１ｇであり、減量率は１５．８％
であった。実験Ｂにおける処理後の生地の重量は１．７
５１２ｇであり、減量率は１５．９％であった。実験Ｃ
における処理後の生地の重量は、１．７２９３ｇであ
り、減量率は１７．０％であった。また、減量処理後の
生地を目視観察すると、風合いが変化しており、また手
触りも変化していた。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、含芳香族ポリエステル
の資材や繊維を、自然環境に負荷を与えることなく処理
でき、また自然環境に負荷を与えない含芳香族ポリエス
テル繊維の減量方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】含芳香族ポリエステル分解活性を有する酵母様
微生物によって３０日処理した後の、ポリエチレンテレ
フタレート繊維の表面状態の電子顕微鏡写真を示す（倍
率３０００倍）。
【図２】含芳香族ポリエステル分解活性を有する酵母様
微生物によって３０日処理した後の、ポリエチレンテレ
フタレート繊維の表面状態の電子顕微鏡写真を示す（倍
率３０００倍）。
【図３】含芳香族ポリエステル分解活性を有する細菌に
よって５５日処理した後の、ポリエチレンテレフタレー
ト繊維の表面状態の電子顕微鏡写真を示す（倍率３００
０倍）。
【図４】含芳香族ポリエステル分解活性を有する細菌に
よって５５日処理した後の、ポリエチレンテレフタレー
ト繊維の表面状態の電子顕微鏡写真を示す（倍率３００
０倍）。
【図５】酵母様微生物の光学顕微鏡写真を示す（倍率１
５００倍）。
【図６】酵母様微生物を、コーンミール寒天平板培地で
２５℃で３日間培養した後の、真菌糸と分裂糸との一例
の光学顕微鏡写真を示す（倍率４７０倍）。
【図７】含芳香族ポリエステル分解活性を有する細菌の
光学顕微鏡写真（倍率１５００倍）を示す。
【図８】含芳香族ポリエステル分解活性を有する細菌を
８時間培養した後の状態を示す光学顕微鏡写真である。
【図９】含芳香族ポリエステル分解活性を有する細菌を
７２時間培養した後の状態を示す光学顕微鏡写真であ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年９月２９日（１９９９．９．２
９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、芳香族化合物
を単量体とする含芳香族ポリエステル（脂肪族化合物と
の共重合体を除く）の分解活性を有する微生物を前記含
芳香族ポリエステルに接触させることによって、前記含
芳香族ポリエステルを分解させることを特徴とする、含
芳香族ポリエステルの分解方法に係るものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】前記分解方法が対象とする含芳香族ポリエ
ステルは、芳香族化合物をその単量体として有するポリ
エステル（脂肪族化合物との単量体は除く）であるが、
特にポリアルキレンテレフタレートが好ましく、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレートが特に好ましく、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
が一層好ましい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｎ 1/20 ＺＡＢＤ ＺＡＢ Ｃ１２Ｓ 11/00 Ｃ１２Ｓ 11/00 Ｄ０６Ｍ 16/00 Ｚ Ｄ０６Ｍ 16/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＡ //(Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:645） (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:06） Ｄ０６Ｍ 101:32 Ｆターム(参考） 4B065 AA13X AA72X AC12 AC20 BA23 CA55 4D004 AA07 AC04 CA18 4F301 AA25 BA03 BA10 BA15 BA21 BA25 BF22 4L031 AA18 AB01 BA13 BA17 BA39 CA00

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 含芳香族ポリエステル分解活性を有する
    微生物を含芳香族ポリエステルに接触させることによっ
    て、含芳香族ポリエステルを分解させることを特徴とす
    る、含芳香族ポリエステルの分解方法。
  2. 【請求項２】 トリコスポロン ＦＥＲＭ ＢＰ−６４
    ４５とアルスロバクター ＦＥＲＭ ＢＰ−６４４４と
    の少なくとも一方を含芳香族ポリエステルに接触させる
    ことによって、含芳香族ポリエステルを分解させること
    を特徴とする、請求項１記載の含芳香族ポリエステルの
    分解方法。
  3. 【請求項３】 トリコスポロン ＦＥＲＭ ＢＰ−６４
    ４５とアルスロバクター ＦＥＲＭ ＢＰ−６４４４と
    の双方を含芳香族ポリエステルに接触させることを特徴
    とする、請求項２記載の含芳香族ポリエステルの分解方
    法。
  4. 【請求項４】 含芳香族ポリエステル分解活性を有する
    微生物を含芳香族ポリエステル繊維に接触させることに
    よって、含芳香族ポリエステル繊維を減量加工すること
    を特徴とする、含芳香族ポリエステル繊維の減量加工方
    法。
  5. 【請求項５】 トリコスポロン ＦＥＲＭ ＢＰ−６４
    ４５とアルスロバクター ＦＥＲＭ ＢＰ−６４４４と
    の少なくとも一方を含芳香族ポリエステル繊維に接触さ
    せることによって、含芳香族ポリエステル繊維を減量加
    工することを特徴とする、請求項４記載の含芳香族ポリ
    エステル繊維の減量加工方法。
  6. 【請求項６】 トリコスポロン ＦＥＲＭ ＢＰ−６４
    ４５とアルスロバクター ＦＥＲＭ ＢＰ−６４４４と
    の双方を含芳香族ポリエステル繊維に接触させることを
    特徴とする、請求項５記載の含芳香族ポリエステル繊維
    の減量加工方法。
  7. 【請求項７】 請求項４−６のいずれか一つの請求項に
    記載の減量加工方法によって得られたことを特徴とす
    る、含芳香族ポリエステル繊維。
  8. 【請求項８】 含芳香族ポリエステルの分解活性を有す
    るトリコスポロンＦＥＲＭ ＢＰ−６４４５。
  9. 【請求項９】 含芳香族ポリエステルポリエステルの分
    解活性を有するアルスロバクター ＦＥＲＭ ＢＰ−６
    ４４４。
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