JP2007135401A - Method for decomposing resin having urethane bond and/or urea bond - Google Patents

Method for decomposing resin having urethane bond and/or urea bond Download PDF

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孜 上原
Shinichi Horiguchi
晋市 堀口
Miki Kubo
幹 久保
Eri Tanabe
恵理 田邉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for efficiently decomposing a resin having a urethane bond and/or urea bond by utilizing a biological means. <P>SOLUTION: This culturing supernatant of microorganisms belonging to the genus Alternaria, having a capacity of cutting the urethane bond and/or urea bond, the microorganisms having the capacity of cutting the urea bond and the method for decomposing the resin by utilizing them are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、生物学的手段を利用して、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂を分解する方法に主に関する。更に、該方法を利用して、該樹脂と基材とを分離する方法、並びに該樹脂を効率良くリサイクルする方法に関する。   The present invention mainly relates to a method for decomposing a resin having a urethane bond and / or a urea bond using biological means. Furthermore, the present invention relates to a method for separating the resin and the substrate using the method, and a method for efficiently recycling the resin.

ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂としては、ポリウレタン、ポリウレア及びポリウレタンウレアが良く知られている。   As resins having urethane bonds and / or urea bonds, polyurethane, polyurea and polyurethane urea are well known.

これらの樹脂は、腐敗又は変質しにくいため、それぞれの特性に応じて、家電製品や家具、建材など、幅広い用途に使用されている。   Since these resins are difficult to be spoiled or deteriorated, they are used in a wide range of applications such as home appliances, furniture, and building materials according to their characteristics.

しかし、それらの使用量の増加に伴い、それらを利用した製品や複合材の廃棄に伴う環境問題が生じてきている。そのため、それらの効率のよい分解方法又は回収方法が強く求められている。   However, with the increase in the amount of use, environmental problems have arisen due to the disposal of products and composite materials that use them. Therefore, there is a strong demand for an efficient decomposition method or recovery method.

従来、樹脂の分解方法又は回収方法としては、主にマテリアルリサイクルやケミカルリサイクルが用いられてきた(非特許文献1〜2参照)。   Conventionally, material recycling or chemical recycling has been mainly used as a resin decomposition method or recovery method (see Non-Patent Documents 1 and 2).

マテリアルリサイクルは、廃棄物を製品の原材料として回収し、再利用する方法である。しかし、樹脂と基材との複合材の再利用は、樹脂と基材の分離に手間がかかり、さらに、回収が不充分になるおそれがあった。   Material recycling is a method of collecting and reusing waste as raw material for products. However, the reuse of the composite material of the resin and the base material takes time for separation of the resin and the base material, and there is a possibility that the recovery becomes insufficient.

また、ケミカルリサイクルは、化学反応によって樹脂をモノマーおよびオリゴマーに分解して、原料として再利用する方法である。しかし、高温で処理を行う必要があり、また触媒や副生成物の処理に複雑な工程を要し、能率的に不十分であった。   Chemical recycling is a method in which a resin is decomposed into monomers and oligomers by a chemical reaction and reused as a raw material. However, it is necessary to perform the treatment at a high temperature, and a complicated process is required for the treatment of the catalyst and the by-product, which is insufficient in efficiency.

これに対し、微生物を利用する方法が着目されてきている。微生物を利用する方法は、常温での処理が可能であり、効率も良く、低エネルギーで、環境への負荷も少ない。   On the other hand, a method using a microorganism has been attracting attention. A method using microorganisms can be processed at room temperature, is efficient, has low energy, and has a low environmental impact.

これまで、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂の微生物を利用した分解方法としては、ポリオール部分のエステル結合を分解する方法が報告されている。   Until now, as a decomposition method using a microorganism of a resin having a urethane bond and / or a urea bond, a method of decomposing an ester bond of a polyol part has been reported.

しかし、エステル結合を持たないエーテル型の樹脂は、微生物により分解しにくく(非特許文献3〜18等参照)、微生物によりエーテル型ポリウレタンの分解を可能にする公知の技術としては、特許文献1に開示の方法が挙げられる程度であった。
島健太郎, 株式会社シーエムシー, プラスチックリサイクル技術, 2000,7-27. 島健太郎, 株式会社シーエムシー, ポリウレタン応用技術, 1999, 229-239. Huang, S. J., C. Macri, M. Roby, C. Benedict, and J. A. Cameron. 1981. Biodegradation of polyurethanes derived from polycaprolactonediols. Am. Chem. Soc. Symp. Ser. 172:471-487. Seal, K. J., and L. H. G. Morton. 1986. Chemical Materials. In Biotechnology 8, ed. H. J. Rehm, and G. Reed. VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, Germany. 584-605. Morton, L. H. G., and S. B. Surman. 1994. Biofilms in biodeterioration - a review. Int. Biodeterior. Biodegrad. 32:203-221. Nakajima-Kambe, T., F. Onuma, N. Kimpara, and T. Nakahara. 1995. Isolation and characterization of bacterium which utilizes polyester polyurethane as a sole carbon and nitrogen source. FEMS. Microbiol. Lett. 129:39-42. Akutsu, Y., T. Nakajima-Kambe, N. Nomura, and T, Nakahara. 1998. Purification and properties of polyester polyurethane degradation enzyme from Comamonas acidvorans TB-35. Appl. Environ. Microbiol. 64:62-67. Crabbe, J. R., J. R. Campbell, L. Thompson, S. L. Walz, and W. W. Schultz. 1994. Biodegradation of colloidal ester-based polyurethane by soil fungi. Int. Biodeterior. Biodegrad. 33:103-113. Jansen, B., F. Schumacher-Perdreau, G. Peteers, and G. Pulverer. 1991. Evidence for degradation of synthetic polyurethanes by Staphylococcus epidermidis. Zentralbl. Bakteriol. 276:36-45. Ossefort, Z. T., and F. B. Testroet. 1966. Hydrolytic stability of urethane elastomers. Rubber Chemistry and Technology. 39:1308-1327. Darby, R. T., and A. M. Kaplan. 1968. Fungal susceptibility of polyurethanes. Applied microbiology. 16:900-905. Potts, J. E., R. A. Clendinning, and W. B. Ackart. 1973. The effect of chemical structure on the biodegradability of plastics. In Degradability of polymers and Plastics. Institute of Electrical Engineers and the Plastics Institute. London. 12/1-12/9. Filip, Z. 1978. Decomposition of polyurethanes in a garbage landfill leakage water and by soil micro-organisms. European Journal of Applied Microbiology and Biotechnology. 5:225-231. Martens, R. and K. H. Domsch. 1981. Microbial degradation of polyurethane foams and isocyanate based polyureas in different media. Water, Air and Soil Pollution. 15:503-509. Pathirana, R. A. and K. J. Seal. 1985. Studies on polyurethane deteriorating fungi. Part3: Physico-mechanical and weight changes during fungal deterioration. International Biodeterioration. 21:123-125. Seal, K. J., and M. Pantke. 1986. An interlaboratory investigation into the biodeterioration testing of plastics, with special reference to polyurethanes. Part1: Petri dish test. Material und Organismen. 21:151-164. Claus Jurgen Simon. 2005. Plastics Business Data and Charts. Plastics Europe Deutschland Arbeisausschuss Statistik und Marktforschung Working Group Statistics and Market Research. CAMPBELL C J. 1996. The Status of World Oil Depletion at the end of 1995. Energy Explor Exploit. 14: 63-81. 特開2005−46009号公報
However, ether-type resins having no ester bond are difficult to be decomposed by microorganisms (see Non-Patent Documents 3 to 18, etc.), and as a known technique that enables the decomposition of ether-type polyurethane by microorganisms, Patent Document 1 discloses. Only the disclosed method could be mentioned.
Kentaro Shima, CMC Co., Ltd., Plastic Recycling Technology, 2000, 7-27. Kentaro Shima, CMC Co., Ltd., Polyurethane Applied Technology, 1999, 229-239. Huang, SJ, C. Macri, M. Roby, C. Benedict, and JA Cameron. 1981. Biodegradation of polyurethanes derived from polycaprolactonediols. Am. Chem. Soc. Symp. Ser. 172: 471-487. Seal, KJ, and LHG Morton. 1986. Chemical Materials. In Biotechnology 8, ed. HJ Rehm, and G. Reed. VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, Germany. 584-605. Morton, LHG, and SB Surman. 1994. Biofilms in biodeterioration-a review. Int. Biodeterior. Biodegrad. 32: 203-221. Nakajima-Kambe, T., F. Onuma, N. Kimpara, and T. Nakahara. 1995. Isolation and characterization of bacterium which uses polyester polyurethane as a sole carbon and nitrogen source. FEMS. Microbiol. Lett. 129: 39-42 . Akutsu, Y., T. Nakajima-Kambe, N. Nomura, and T, Nakahara. 1998. Purification and properties of polyester polyurethane degradation enzyme from Comamonas acidvorans TB-35. Appl. Environ. Microbiol. 64: 62-67. Crabbe, JR, JR Campbell, L. Thompson, SL Walz, and WW Schultz. 1994. Biodegradation of colloidal ester-based polyurethane by soil fungi. Int. Biodeterior. Biodegrad. 33: 103-113. Jansen, B., F. Schumacher-Perdreau, G. Peteers, and G. Pulverer. 1991. Evidence for degradation of synthetic polyurethanes by Staphylococcus epidermidis. Zentralbl. Bakteriol. 276: 36-45. Ossefort, ZT, and FB Testroet. 1966. Hydrolytic stability of urethane elastomers. Rubber Chemistry and Technology. 39: 1308-1327. Darby, RT, and AM Kaplan. 1968. Fungal susceptibility of polyurethanes. Applied microbiology. 16: 900-905. Potts, JE, RA Clendinning, and WB Ackart.1973.The effect of chemical structure on the biodegradability of plastics.In Degradability of polymers and Plastics.Institute of Electrical Engineers and the Plastics Institute.London. 12 / 1-12 / 9. Filip, Z. 1978. Decomposition of polyurethanes in a garbage landfill leakage water and by soil micro-organisms.European Journal of Applied Microbiology and Biotechnology. 5: 225-231. Martens, R. and KH Domsch. 1981.Microbial degradation of polyurethane foams and isocyanate based polyureas in different media.Water, Air and Soil Pollution. 15: 503-509. Pathirana, RA and KJ Seal. 1985. Studies on polyurethane deteriorating fungi. Part3: Physico-mechanical and weight changes during fungal deterioration.International Biodeterioration. 21: 123-125. Seal, KJ, and M. Pantke.1986.An interlaboratory investigation into the biodeterioration testing of plastics, with special reference to polyurethanes.Part1: Petri dish test.Material und Organismen.21: 151-164. Claus Jurgen Simon. 2005. Plastics Business Data and Charts. Plastics Europe Deutschland Arbeisausschuss Statistik und Marktforschung Working Group Statistics and Market Research. CAMPBELL C J. 1996. The Status of World Oil Depletion at the end of 1995. Energy Explor Exploit. 14: 63-81. JP 2005-46009 A

本発明は、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂を、生物学的手段を利用して、効率よく分解する方法、該方法を利用して、該樹脂と基材とを分離する方法、更に該樹脂を有効に再利用する方法を提供することを主な目的とする。   The present invention relates to a method for efficiently decomposing a resin having a urethane bond and / or a urea bond using biological means, a method for separating the resin and the substrate using the method, The main object is to provide a method for effectively reusing the resin.

本発明者は、上記課題を解決することを主な目的として鋭意検討を重ねた結果、特定の微生物の培養上清物がウレタン結合及びウレア結合を切断する能力を有すること、並びに、特定の微生物がウレア結合を切断する能力を有することを見出し、更に鋭意検討を重ねて本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies aimed at solving the above problems, the present inventor has found that the culture supernatant of a specific microorganism has the ability to cleave urethane bonds and urea bonds, and the specific microorganism. Was found to have the ability to cleave the urea bond, and further earnest studies were made to complete the present invention.

即ち、本発明は、下記の技術に関する。   That is, the present invention relates to the following technology.

項1:ウレタン結合及び/又はウレア結合を切断する能力を有する、アルタナリア属に属する微生物の培養上清物。   Item 1: A culture supernatant of a microorganism belonging to the genus Alternaria, which has the ability to cleave urethane bonds and / or urea bonds.

具体的態様の例には、ウレタン結合を切断する能力を有する微生物の培養上清物、ウレア結合を切断する能力を有する微生物の培養上清物、ウレタン結合及びウレア結合を切断する能力を有する微生物の培養上清物が含まれる。   Examples of specific embodiments include culture supernatants of microorganisms capable of cleaving urethane bonds, culture supernatants of microorganisms capable of cleaving urea bonds, microorganisms capable of cleaving urethane bonds and urea bonds Of culture supernatant.

項2:前記微生物が、アルタナリア アルタネート(Alternaria alternate)(Fr.)カイスラー PURDK2株(FERM P−19445)である、項1に記載の培養上清物。   Item 2: The culture supernatant according to Item 1, wherein the microorganism is Alternaria alternate (Fr.) Kissler PURDK2 strain (FERM P-19445).

換言すると、ウレタン結合及び/又はウレア結合を切断する能力を有する、アルタナリア アルタネート(Alternaria alternate)(Fr.)カイスラー PURDK2株(FERM P−19445)の培養上清物である。   In other words, it is a culture supernatant of an Alternaria alternate (Fr.) Kaisler PURDK2 strain (FERM P-19445) having the ability to cleave urethane bonds and / or urea bonds.

項3:項1又は2に記載の培養上清物を有効成分として含む、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂の分解用組成物。   Item 3: A composition for decomposing a resin having a urethane bond and / or a urea bond, comprising the culture supernatant according to Item 1 or 2 as an active ingredient.

好ましい態様の例には、ポリウレタン分解用組成物、ポリウレア分解用組成物、及びポリウレタンウレア分解用組成物が含まれる。   Examples of preferred embodiments include a polyurethane decomposing composition, a polyurea decomposing composition, and a polyurethane urea decomposing composition.

項4:ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂に、項1又は2に記載の培養上清物あるいは項3に記載の組成物を接触させる工程を含む、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂の分解方法。   Item 4: Having a urethane bond and / or a urea bond, including a step of bringing the culture supernatant according to Item 1 or 2 or the composition according to Item 3 into contact with a resin having a urethane bond and / or a urea bond Decomposition method of resin.

項5:ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂並びに基材を含んで構成される複合材の樹脂部分に、項1又は2記載の培養上清物あるいは項3に記載の組成物を接触させる工程を含む、前記樹脂と基材との分離方法。   Item 5: The culture supernatant according to Item 1 or 2 or the composition according to Item 3 is brought into contact with a resin portion of a composite material including a resin having a urethane bond and / or urea bond and a base material. A method for separating the resin and the substrate, including a step.

項6:(1)ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂に、項1又は2に記載の培養上清物あるいは項3に記載の組成物を接触させて、該樹脂を分解する工程、及び、(2)工程(1)で得られる分解物を回収する工程を含む、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂のリサイクル方法。   Item 6: (1) a step of bringing the resin having urethane bond and / or urea bond into contact with the culture supernatant according to Item 1 or 2 or the composition according to Item 3 to decompose the resin; and (2) A method for recycling a resin having a urethane bond and / or a urea bond, which includes a step of recovering the decomposition product obtained in the step (1).

項7:ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂が、エーテル型の樹脂である項4〜6のいずれかに記載の方法。   Item 7: The method according to any one of Items 4 to 6, wherein the resin having a urethane bond and / or a urea bond is an ether type resin.

好ましくは、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂が、エーテル型ポリウレタン、エーテル型ポリウレア又はエーテル型ポリタンウレアである項4〜6のいずれかに記載の方法である。   Preferably, the method according to any one of Items 4 to 6, wherein the resin having a urethane bond and / or a urea bond is an ether type polyurethane, an ether type polyurea, or an ether type polytan urea.

項8:ウレア結合を有する樹脂に、アルタナリア属に属し、ウレア結合を切断する能力を有する微生物を接触させる工程を含む、ウレア結合を有する樹脂の分解方法。   Item 8: A method for decomposing a resin having a urea bond, comprising the step of contacting a resin having a urea bond with a microorganism belonging to the genus Altanaria and having a capability of cleaving the urea bond.

項9:前記微生物が、アルタナリア アルタネート(Alternaria alternate)(Fr.)カイスラー PURDK2株(FERM P−19445)である、項8に記載の分解方法。   Item 9: The degradation method according to Item 8, wherein the microorganism is Alternaria alternate (Fr.) Kissler PURDK2 strain (FERM P-19445).

換言すると、ウレア結合を有する樹脂に、ウレア結合を切断する能力を有するアルタナリア アルタネート(Alternaria alternate)(Fr.)カイスラー PURDK2株(FERM P−19445)を接触させる工程を含む、ウレア結合を有する樹脂の分解方法。   In other words, a resin having a urea bond, comprising a step of contacting a resin having a urea bond with an Alternaria alternate (Fr.) Kissler PURDK2 strain (FERM P-19445) having an ability to cleave the urea bond. Disassembly method.

項10:ウレア結合を有する樹脂が、エーテル型の樹脂である、項8又は9に記載の分解方法。   Item 10: The decomposition method according to Item 8 or 9, wherein the resin having a urea bond is an ether type resin.

好ましくは、ウレア結合を有する樹脂が、エーテル型ポリウレア又はエーテル型ポリウレタンウレアである項8又は9に記載の方法である。   The method according to Item 8 or 9, wherein the resin having a urea bond is an ether type polyurea or an ether type polyurethane urea.

更に、本発明は、以下の事項も含まれる。   Furthermore, the present invention includes the following matters.

項11:ウレア結合を有する樹脂並びに基材を含んで構成される複合材の樹脂部分に、項8又は9に記載の微生物を接触させる工程を含む、前記樹脂と基材との分離方法。   Item 11: A method for separating the resin and the substrate, comprising the step of bringing the microorganism according to Item 8 or 9 into contact with a resin portion of a composite material including a resin having a urea bond and the substrate.

項12:(1)ウレア結合を有する樹脂に、項8又は9に記載の微生物を接触させて、該樹脂を分解する工程、及び、(2)工程(1)で得られる分解物を回収する工程を含む、ウレア結合を有する樹脂のリサイクル方法。   Item 12: (1) A step of bringing the microorganism according to Item 8 or 9 into contact with a resin having a urea bond, and a step of decomposing the resin, and (2) recovering a decomposition product obtained in step (1) A method for recycling a resin having a urea bond, which includes a step.

項13:ウレタン結合及び/又はウレア結合切断の活性を有する酵素。   Item 13: An enzyme having a urethane bond and / or urea bond cleavage activity.

項14:アルタナリア属に属する微生物由来である項13に記載の酵素。   Item 14: The enzyme according to Item 13, which is derived from a microorganism belonging to the genus Alternaria.

項15:アルタナリア アルタネート(Fr.)カイスラー PURDK2株(FERM P−19445)由来である、項13又は14に記載の酵素。   Item 15: The enzyme according to Item 13 or 14, which is derived from Alternaria alternate (Fr.) Kissler PURDK2 strain (FERM P-19445).

項16:項13〜15のいずれかに記載の酵素を有効成分として含む、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂の分解用組成物。   Item 16: A composition for decomposing a resin having a urethane bond and / or a urea bond, comprising the enzyme according to any one of Items 13 to 15 as an active ingredient.

項17:ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂に、項13〜15のいずれかに記載の酵素又は項16に記載の組成物を接触させる工程を含む、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂の分解方法。   Item 17: Having a urethane bond and / or a urea bond, including a step of bringing the enzyme according to any one of Items 13 to 15 or the composition according to Item 16 into contact with a resin having a urethane bond and / or a urea bond. Decomposition method of resin.

項18:ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂並びに基材を含んで構成される複合材の樹脂部分に、項13〜15のいずれかに記載の酵素又は項16に記載の組成物を接触させる工程を含む、前記樹脂と基材との分離方法。   Item 18: The enzyme according to any one of Items 13 to 15 or the composition according to Item 16 is contacted with a resin portion of a composite material including a resin having a urethane bond and / or a urea bond and a substrate. The method of separating the said resin and a base material including the process to make.

項19:(1)ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂に、項13〜15のいずれか記載の酵素又は項16に記載の組成物を接触させて、該樹脂を分解する工程、及び、(2)工程(1)で得られる分解物を回収する工程を含む、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂のリサイクル方法。   Item 19: (1) a step of bringing the resin according to any one of Items 13 to 15 or the composition according to Item 16 into contact with a resin having a urethane bond and / or a urea bond, and decomposing the resin; and (2) A method for recycling a resin having a urethane bond and / or a urea bond, including a step of recovering the decomposition product obtained in the step (1).

項20:ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂が、エーテル型の樹脂である項17〜19のいずれかに記載の方法。   Item 20: The method according to any one of Items 17 to 19, wherein the resin having a urethane bond and / or a urea bond is an ether type resin.

以下、本発明について、更に詳細に説明する。
I.ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂
I−1.結合
本明細書において、ウレタン結合とは、下記式1で示される構造をいう。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
I. Resin having urethane bond and / or urea bond
I-1. Bond In this specification, the urethane bond refers to a structure represented by the following formula 1.

Figure 2007135401
Figure 2007135401

本明細書において、ウレタン結合の切断とは、ウレタン結合における窒素−炭素結合の切断をいう。   In this specification, the breaking of a urethane bond refers to breaking of a nitrogen-carbon bond in a urethane bond.

また、本明細書において、ウレア結合とは、下記式2で示される構造をいう。   Moreover, in this specification, a urea bond means the structure shown by following formula 2.

Figure 2007135401
Figure 2007135401

本明細書において、ウレア結合の切断とは、ウレア結合における窒素−炭素結合の切断をいう。   In the present specification, cleavage of a urea bond refers to cleavage of a nitrogen-carbon bond in a urea bond.

I−2.樹脂
本明細書において、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂は、ポリイソシアネート化合物と、活性水素を有する化合物との反応物を基本骨格として有する。活性水素化合物には、ポリオール化合物、ポリアミン化合物及び水等が含まれる。
I-2. Resin In the present specification, a resin having a urethane bond and / or a urea bond has a reaction product of a polyisocyanate compound and a compound having active hydrogen as a basic skeleton. Active hydrogen compounds include polyol compounds, polyamine compounds and water.

ウレタン結合及び/又はウレア結合を含有する樹脂は、ポリイソシアネート化合物及び活性水素を有する化合物を主原料として得られるものであれば、他の原料を加えて得られるものでもよい。他の原料としては、例えば、架橋剤、鎖延長剤、上記以外の活性水素含有化合物等が挙げられる。   The resin containing a urethane bond and / or a urea bond may be obtained by adding other raw materials as long as it is obtained using a polyisocyanate compound and a compound having active hydrogen as a main raw material. Examples of other raw materials include a crosslinking agent, a chain extender, and an active hydrogen-containing compound other than those described above.

ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂の製造方法も特に限定されず、適当なプレポリマーを合成してから製造されるものであってもよい。例えば、ポリマージオールとジイソシアネートから両末端イソシアネートのプレポリマーを合成し、次いでこのプレポリマーをジアミン化合物で連結し、高分子量化して得られるものでもよい。   The method for producing a resin having a urethane bond and / or a urea bond is not particularly limited, and the resin may be produced after a suitable prepolymer is synthesized. For example, it may be obtained by synthesizing a prepolymer of both terminal isocyanates from a polymer diol and a diisocyanate, and then connecting the prepolymer with a diamine compound to increase the molecular weight.

また、原料となるポリイソシアネート化合物とポリオール化合物及び/又はポリアミン化合物との量比も特に限定されない。例えば、イソシアネート基のモル数と、水酸基とアミノ基のモル数の和との比が1であってもよく、1より大きい又は小さいものであってもよく、末端に反応基が残存している樹脂であってもよい。   Moreover, the ratio of the amount of the polyisocyanate compound as a raw material to the polyol compound and / or the polyamine compound is not particularly limited. For example, the ratio between the number of moles of isocyanate groups and the sum of the number of moles of hydroxyl groups and amino groups may be 1, may be greater or less than 1, and the reactive groups remain at the ends. Resin may be used.

本明細書において、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂というときは、(i)ウレタン結合を有する樹脂、(ii)ウレア結合を有する樹脂、並びに、(iii)ウレタン結合及びウレア結合を有する樹脂が含まれる。   In the present specification, when a resin having a urethane bond and / or a urea bond is referred to, (i) a resin having a urethane bond, (ii) a resin having a urea bond, and (iii) a resin having a urethane bond and a urea bond. Is included.

ウレタン結合を有する樹脂は、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを主原料として、反応させることにより、得られる樹脂の総称であり、例えば、ポリウレタンやポリウレタンウレア等が含まれる。   The resin having a urethane bond is a generic name for resins obtained by reacting a polyisocyanate compound and a polyol compound as main raw materials, and includes, for example, polyurethane and polyurethane urea.

ウレア結合を有する樹脂は、ポリイソシアネート化合物とポリアミン化合物とを主原料として反応させることにより、得られる樹脂の総称であり、例えば、ポリウレアやポリウレタンウレアが含まれる。   The resin having a urea bond is a general term for resins obtained by reacting a polyisocyanate compound and a polyamine compound as main raw materials, and includes, for example, polyurea and polyurethane urea.

また、ウレタン結合及びウレア結合を有する樹脂は、ポリイソシアネート化合物と、ポリオール化合物、ポリアミン化合物及び水を主原料として反応させることにより得られる樹脂の総称であり、例えば、ポリウレタンウレアが含まれる。該樹脂におけるウレタン結合とウレア結合との比率は、特に限定されない。   The resin having a urethane bond and a urea bond is a general term for resins obtained by reacting a polyisocyanate compound, a polyol compound, a polyamine compound, and water as main raw materials, and includes, for example, polyurethane urea. The ratio of urethane bond and urea bond in the resin is not particularly limited.

樹脂とは、熱可塑性樹脂でもよく、熱硬化性樹脂でもよい。また、エラストマーでもよい。また、樹脂は、非発泡体であってよく、発泡体(フォーム)であってもよい。また、樹脂は直鎖状または分岐状であってもよく、架橋されたものであってもよい。   The resin may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Moreover, an elastomer may be sufficient. The resin may be a non-foamed material or a foamed product (foam). The resin may be linear or branched, and may be cross-linked.

本発明の実施態様の一例において、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂は、エーテル型の樹脂である。   In an example of the embodiment of the present invention, the resin having a urethane bond and / or a urea bond is an ether type resin.

エーテル型の樹脂とは、ポリエーテルの重付加物、換言すると、原料となるポリオール化合物及び/又はポリアミン化合物等が、ポリエーテルである樹脂を意味する。   The ether type resin means a resin in which a polyaddition product of a polyether, in other words, a polyol compound and / or a polyamine compound as a raw material is a polyether.

エーテル型の、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂には、エーテル型ポリウレタン、エーテル型ポリウレア、及び、エーテル型ポリウレタンウレアが含まれる。   Examples of the ether type resin having a urethane bond and / or a urea bond include ether type polyurethane, ether type polyurea, and ether type polyurethane urea.

II.微生物の培養上清物を利用したウレタン結合及び/又はウレア結合の切断
II−1.培養上清物
本発明によれば、アルタナリア(Alternaria)属に属する微生物の培養上清物であり、ウレタン結合及び/又はウレア結合を切断する能力を有する培養上清物が提供される。
II. Cleavage of urethane bonds and / or urea bonds using culture supernatant of microorganisms
II-1. Culture supernatant According to the present invention, there is provided a culture supernatant of a microorganism belonging to the genus Alternaria, which has the ability to cleave urethane bonds and / or urea bonds.

アルタナリア(Alternaria)属に属する微生物としては、アルタナリア アルタネート(Fr.)カイスラー PURDK2株が好ましく用いられる。なお、PURDK2株は、独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに、受託番号FERM P−19445として、寄託されている(寄託日2003年7月24日)。   As the microorganism belonging to the genus Alternaria, the Alternaria alternate (Fr.) Kissler PURDK2 strain is preferably used. The PURDK2 strain is deposited at the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology under the deposit number FERM P-19445 (deposit date July 24, 2003).

培養上清物は、アルタナリア(Alternaria)属に属する微生物を培養して得られ、微生物の菌体外分泌物又は酵素を含むものである。好ましくは、ウレタン結合及び/又はウレア結合の切断活性を有する酵素を含むものである。   The culture supernatant is obtained by culturing a microorganism belonging to the genus Alternaria, and contains an extracellular secretion or an enzyme of the microorganism. Preferably, an enzyme having a cleavage activity of urethane bond and / or urea bond is included.

例えば、糖質を含有する培地に、アルタナリア(Alternaria)属に属する微生物を、適当な時間培養し、生育させた後、培養液を遠心し、菌体部分を分離して、上清を回収することにより得ることができる。より具体的には、糖質を含有した培地、例えばLB+グルコース培地(ポリペプトン10g/L、yeast extract 5g/L、NaCl 5g/L、及びグルコース10g/L)に菌体を生育させ(PURDK2株をLBグルコース培地で生育させる場合は24時間)、培養液を4℃、7,000gで10分間遠心することにより、菌体部分を分離して得ることができる。   For example, a microorganism belonging to the genus Alternaria is cultured in a medium containing carbohydrates for an appropriate period of time and grown, and then the culture solution is centrifuged to separate the cell part and collect the supernatant. Can be obtained. More specifically, the cells are grown on a medium containing a carbohydrate, for example, LB + glucose medium (polypeptone 10 g / L, yeast extract 5 g / L, NaCl 5 g / L, and glucose 10 g / L) (PURDK2 strain) When growing in LB glucose medium for 24 hours), the culture can be separated and obtained by centrifuging the culture solution at 4 ° C. and 7,000 g for 10 minutes.

或いは、微生物を、培地を含有する液体に懸濁させた後、適当な温度で放置して、生育させることにより上清として得られる。   Alternatively, the microorganism can be obtained as a supernatant by suspending it in a liquid containing a culture medium, and then allowing it to grow at a suitable temperature.

また、ウレタン結合及び/又はウレア結合の切断活性を有する酵素は、上記微生物の培養上清物から常法に従って単離することにより得ることができる。   Moreover, the enzyme which has a cutting activity of a urethane bond and / or a urea bond can be obtained by isolating from the culture supernatant of the said microorganisms according to a conventional method.

II−2.組成物
本発明によれば、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂の分解用組成物が提供される。該組成物は、上記培養上清物を有効成分として含む。または、培養上清物から得られる酵素を含むものであってもよい。
II-2. Composition According to the present invention, a composition for decomposing a resin having a urethane bond and / or a urea bond is provided. The composition contains the culture supernatant as an active ingredient. Alternatively, it may contain an enzyme obtained from the culture supernatant.

本発明の組成物は、培養上清物によるウレタン結合及び/又はウレア結合の切断作用を奏し、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂の分解に好適に用いられる。   The composition of the present invention has a function of cleaving urethane bonds and / or urea bonds by the culture supernatant, and is suitably used for decomposing resins having urethane bonds and / or urea bonds.

本発明の組成物は、培養上清物そのものからなるものであってもよいし、それを有効成分として、添加物等の他の成分が配合されているものであってもよい。更に、本発明の効果を奏する範囲内であれば、他の分解助剤や分解酵素を配合することもできる。   The composition of the present invention may consist of the culture supernatant itself, or may contain other components such as additives as an active ingredient. Furthermore, as long as it is within the range where the effect of this invention is show | played, another decomposition | disassembly adjuvant and a decomposition enzyme can also be mix | blended.

かかる他の成分の配合量は、本発明の効果を損なわないことを限度として、適宜選択調整することができる。   The blending amount of such other components can be appropriately selected and adjusted as long as the effects of the present invention are not impaired.

組成物の製造方法も特に限定されず、上記培養上清物に、必要に応じて添加剤等の他の成分を混合し、公知の方法に従って適宜調製することにより、得ることができる。   The method for producing the composition is not particularly limited, and the composition can be obtained by mixing the above culture supernatant with other components such as additives as necessary and appropriately preparing them according to known methods.

組成物の形態についても特に制限されず、適用される製品等の種類、使用態様等に応じて、任意に調製することができる。例えば、懸濁液の状態に調製することができる。   The form of the composition is also not particularly limited, and can be arbitrarily prepared according to the type of product to be applied, usage mode, and the like. For example, it can be prepared in a suspension state.

II−3.樹脂の分解方法
本発明によれば、培養上清物を利用した、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂の分解方法が提供される。
II-3. Method for Decomposing Resin According to the present invention, there is provided a method for decomposing a resin having a urethane bond and / or a urea bond using a culture supernatant.

実施態様の一例は、ポリウレタンに、ウレタン結合を切断する能力を有する、アルタナリア属に属する微生物の培養上清物を接触させる工程を含むポリウレタンの分解方法である。   An example of the embodiment is a method for decomposing a polyurethane, which comprises a step of contacting the culture supernatant of a microorganism belonging to the genus Altanaria that has the ability to cleave urethane bonds with polyurethane.

他の一例は、ポリウレアに、ウレア結合を切断する能力を有する、アルタナリア属に属する微生物の培養上清物を接触させる工程を含むポリウレアの分解方法である。   Another example is a method for degrading polyurea, which comprises contacting polyurea with a culture supernatant of a microorganism belonging to the genus Altanaria that has the ability to cleave urea bonds.

また他の一例は、ポリウレタンウレアに、ウレタン結合及びウレア結合を切断する能力を有する、アルタナリア属に属する微生物を接触させる工程を含むポリウレタンウレアの分解方法である。   Another example is a method for decomposing polyurethane urea, which comprises a step of contacting polyurethane urea with a microorganism belonging to the genus Alternaria, which has the ability to cleave urethane bonds and urea bonds.

アルタナリア(Alternaria)属に属する微生物としては、独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに、受託番号FERM P−19445として寄託されている、アルタナリア アルタネート(Fr.)カイスラー PURDK2株が、好ましく用いられる。   As a microorganism belonging to the genus Alternaria (Alternaria), the Alternaria alternato (Fr.) Kaisler PURDK2 strain deposited at the Patent Organism Depositary of National Institute of Advanced Industrial Science and Technology under the accession number FERM P-19445 is preferably used. It is done.

培養上清物を、樹脂に接触させる方法は、本発明の効果を奏する範囲内で適宜設定することができる。   The method of bringing the culture supernatant into contact with the resin can be appropriately set within the range where the effects of the present invention are exhibited.

例えば、適切な液体培地で培養した微生物の培養物から沈殿物を分離して調製した培養上清物又はそれを含む組成物を、樹脂表面に散布又は樹脂内部に注入してもよい。   For example, a culture supernatant prepared by separating a precipitate from a culture of microorganisms cultured in an appropriate liquid medium or a composition containing the same may be sprayed on the resin surface or injected into the resin.

また、微生物を含有する液体培地を樹脂表面に散布又は樹脂内部に注入し、散布又は注入部位で生育させて得られる培養上清物で樹脂との接触を行ってもよい。   Alternatively, a liquid culture medium containing microorganisms may be sprayed on the resin surface or injected into the resin, and contacted with the resin with a culture supernatant obtained by growing at the sprayed or injected site.

例えば、微生物を樹脂表面に適切な間隔で塗布した後、該塗布部位にさらに液体培地(例えば、LB+グルコース培地など)を塗布し、その微生物の生育に最適な温度で放置することにより、樹脂上で微生物を培養し、生育される微生物が産生する分泌物又は酵素を含む上清物により、樹脂を分解(溶解)することができる。   For example, after a microorganism is applied to the resin surface at an appropriate interval, a liquid medium (for example, LB + glucose medium) is further applied to the application site, and left at an optimum temperature for the growth of the microorganism. The resin can be decomposed (dissolved) by culturing the microorganism with the supernatant containing the secretion or enzyme produced by the microorganism to be grown.

また、微生物を樹脂内に注入した後、該注入部位にさらに液体培地(例えば、LB+グルコース培地など)を注入し、その微生物の生育に最適な温度で放置することにより、樹脂中で微生物を培養し、生育した微生物が産生する分泌物又は酵素を含む上清物により、樹脂を分解(溶解)することができる。   In addition, after injecting the microorganism into the resin, a liquid medium (for example, LB + glucose medium) is injected into the injection site, and the microorganism is cultured in the resin by leaving it at an optimum temperature for the growth of the microorganism. Then, the resin can be decomposed (dissolved) by the supernatant containing the secreted product or enzyme produced by the grown microorganisms.

樹脂の分解条件は、ウレタン結合及び/又はウレア結合が切断される条件内で、適宜選択して設定することができる。好ましくは、適温に加温した条件とすることで、分解反応を促進することができる。   The decomposition conditions of the resin can be appropriately selected and set within the conditions in which the urethane bond and / or urea bond is broken. Preferably, the decomposition reaction can be promoted by setting the temperature to an appropriate temperature.

II−4.再利用(リサイクル)方法
(II−4a)樹脂と基材の分離方法
本発明によれば、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂並びに基材を含んで構成される複合材において、微生物の培養上清物を用いて、該樹脂と基材とを効率よく分離する方法が提供される。本発明の分離方法には、樹脂及び/又は基材が、回収及び/又は再利用可能な形態で分離される方法を含む。再利用可能な形態とは、回収された樹脂又は基材自体がそのままリサイクルされる場合、および、少し手を加えれば再利用(リサイクル)できるような場合を包含する。
II-4. Reuse (recycle) method
(II-4a) Method for Separating Resin and Substrate According to the present invention, in a composite material comprising a resin having a urethane bond and / or urea bond and a substrate, using a culture supernatant of microorganisms A method for efficiently separating the resin and the substrate is provided. The separation method of the present invention includes a method in which a resin and / or a substrate is separated in a form that can be recovered and / or reused. The reusable form includes a case where the collected resin or the base material itself is recycled as it is, and a case where it can be reused (recycled) with a little modification.

本明細書において、基材とは、上記培養上清物で分解されない材料(例えば、スチール、木材、硬質プラスチックなど)を用いて製造された家電製品や家具を構成する部分をいうが、これに制限されない。   In this specification, the term “base material” refers to a part constituting household appliances or furniture manufactured using a material that is not decomposed by the culture supernatant (eg, steel, wood, hard plastic, etc.). Not limited.

ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂と基材を含んで構成される複合材には、例えば、ポリウレタン、ポリウレア又はポリウレタンウレアと基材とを含んで構成される複合材が含まれる。   The composite material configured to include a resin having a urethane bond and / or urea bond and a base material includes, for example, a composite material including polyurethane, polyurea or polyurethane urea and a base material.

複合材の構成は、本発明の効果が奏される範囲内であれば、特に制限はない。例えば、スチール、木材、硬質プラスチックなどの材料で構成された基材に、リベット、接着剤などで、該樹脂を固定、結合あるいは接着してなる複合材が例示される。また、配管や壁などの基材に、該樹脂を吹き付けたり、被覆させたりして得られる複合材が例示される。また、型枠などの基材に、該樹脂を注入成形して得られる複合材が例示される。   The configuration of the composite material is not particularly limited as long as the effect of the present invention is achieved. For example, a composite material obtained by fixing, bonding or adhering the resin to a base material made of a material such as steel, wood, or hard plastic with a rivet, an adhesive, or the like is exemplified. Moreover, the composite material obtained by spraying or making it coat | cover on base materials, such as piping and a wall, is illustrated. Moreover, the composite material obtained by inject-molding this resin to base materials, such as a formwork, is illustrated.

本発明の分離方法においては、(1)微生物を生育培地と共に複合材料に接触させ、接触場所で微生物を培養し、培養した微生物が産生する分泌物又は酵素を含む上清により、樹脂を分解する方法、及び、(2)微生物の培養上清物を予め調製し、該調製した培養上清物を複合材料に接触させて、樹脂を分解する方法のどちらも適用し得る。   In the separation method of the present invention, (1) the microorganism is brought into contact with the composite material together with the growth medium, the microorganism is cultured at the contact location, and the resin is decomposed by the supernatant containing the secretion or enzyme produced by the cultured microorganism. Either a method and (2) a method in which a culture supernatant of a microorganism is prepared in advance, and the prepared culture supernatant is contacted with a composite material to decompose the resin can be applied.

例えば、ポリウレタンは、熱可塑性樹脂、ウレタンフォーム(発泡ポリウレタン)、エラストマー等として、家電製品の断熱材、家具の弾性体などに利用されている。より具体的に、ウレタンフォームは、断熱材として、冷蔵庫の外壁と内壁との間に充填されている。この外壁あるいは内壁を構成する基材は、硬質プラスチックで形成されている場合が多い。この外壁あるいは内壁のいずれか一方または両方にウレタンフォームがリベットであるいは接着剤で貼り合わされ(固定され)、複合材とされる。この複合材を組立てることによって、外壁と内壁との間にウレタンフォームが充填された形の冷蔵庫が製造される。この冷蔵庫を廃棄するに際し、冷蔵庫を分解することによって、基材とウレタンフォームとを貼り合わせてなる複合材が生じる。この複合材に、ウレタン結合を切断する上記培養上清物を作用させることにより、実質的に再利用可能な状態で、基材が回収できる。   For example, polyurethane is used as a thermoplastic resin, urethane foam (foamed polyurethane), elastomer, etc., as a heat insulating material for home appliances, an elastic body for furniture, and the like. More specifically, the urethane foam is filled between the outer wall and the inner wall of the refrigerator as a heat insulating material. The base material constituting the outer wall or the inner wall is often made of hard plastic. Urethane foam is bonded (fixed) to one or both of the outer wall and the inner wall with a rivet or an adhesive to form a composite material. By assembling this composite material, a refrigerator in which urethane foam is filled between the outer wall and the inner wall is manufactured. When the refrigerator is discarded, a composite material in which the base material and the urethane foam are bonded together is generated by disassembling the refrigerator. By allowing the culture supernatant to cut the urethane bond to act on this composite material, the base material can be recovered in a substantially reusable state.

基材とウレタンフォームとを貼り合わせてなる複合材から、ウレタンフォームを分解(溶解)する方法としては、複合材を微生物を含有する液体培地、又は微生物が産生する培養液上清に浸漬し、適切な温度で放置する方法、複合材のウレタンフォーム部分に微生物を含有する液体培地を散布する方法、あるいは、本発明の培養上清物又は培養上清物を含む組成物を直接ポリウレタンフォーム上に塗布する方法などが採用される。これらの方法により、ウレタンフォームを分解し、基材を回収することができる。   As a method of decomposing (dissolving) urethane foam from a composite material formed by laminating a base material and urethane foam, the composite material is immersed in a liquid medium containing microorganisms or a culture supernatant produced by microorganisms, A method of leaving at an appropriate temperature, a method of spraying a liquid medium containing microorganisms on the urethane foam portion of the composite material, or a culture supernatant or a composition containing the culture supernatant of the present invention directly on polyurethane foam A method of applying is employed. By these methods, the urethane foam can be decomposed and the substrate can be recovered.

また、ポリウレアは、耐水性や耐候性等に優れ、塗膜等として利用される。被塗物を構成する基材には、硬質プラスチックやコンクリート等が挙げられる。このような基材にポリウレアが塗布されてなる複合材に、ウレア結合を切断する能力を有する上記培養上清物を作用させることにより、実質的に再利用可能な状態で、基材が回収できる。   Polyurea is excellent in water resistance and weather resistance, and is used as a coating film. Examples of the substrate constituting the article to be coated include hard plastic and concrete. By allowing the above culture supernatant having the ability to cleave urea bonds to act on a composite material in which polyurea is applied to such a substrate, the substrate can be recovered in a substantially reusable state. .

基材とポリウレアを含んで成る複合材から、ポリウレアを分解して分離する方法としては、複合材を、該微生物を含有する液体培地に浸漬し、適切な温度で放置する方法、複合材のポリウレア部分に該微生物を含有する液体培地を散布する方法、あるいは、該微生物を直接ポリウレア上に塗布する方法などが採用される。これらの方法により、ポリウレアが分解(溶解)され、基材が回収される。   As a method of decomposing and separating polyurea from a composite material comprising a base material and polyurea, a method of immersing the composite material in a liquid medium containing the microorganism and leaving it at an appropriate temperature, a polyurea of the composite material A method of spraying a liquid medium containing the microorganism on the part, a method of directly applying the microorganism on polyurea, or the like is employed. By these methods, polyurea is decomposed (dissolved), and the substrate is recovered.

またポリウレタンウレアは、再剥離性、成形性等に優れ、バインダーや弾性糸等として利用される。各種基材にポリウレタンウレアが接着及び積層、交編されてなる複合材に、ウレタン結合及び/又はウレア結合を切断する能力を有する上記培養上清物を作用させて、ポリウレタンウレアを分解することにより、実質的に再利用可能な状態で、基材が回収できる。基材の回収に際して、ポリウレタンウレアは分解してもよく、分解産物を回収して、再利用してもよい。また分解物を粉砕後、バインダーを添加して成型してもよい。   Polyurethane urea is excellent in removability, moldability, etc., and is used as a binder or elastic yarn. By decomposing polyurethane urea by applying the above-mentioned culture supernatant having the ability to cut urethane bonds and / or urea bonds to composite materials in which polyurethane urea is bonded, laminated and knitted to various substrates. The substrate can be recovered in a substantially reusable state. When recovering the base material, the polyurethane urea may be decomposed, or the decomposition product may be recovered and reused. Moreover, after crushing a decomposition product, you may add and shape | mold a binder.

基材とポリウレタンウレアを含んで成る複合材から、ポリウレタンウレアを分解して分離する方法としては、複合材を、該微生物を含有する液体培地に浸漬し、適切な温度で放置する方法、複合材のポリウレタンウレア部分に該微生物を含有する液体培地を散布する方法、あるいは、該微生物を直接ポリウレタンウレア上に塗布する方法などが採用される。これらの方法により、ポリウレタンウレアが分解(溶解)され、基材が回収される。   As a method of decomposing and separating polyurethane urea from a composite material comprising a base material and polyurethane urea, a method in which the composite material is immersed in a liquid medium containing the microorganism and left at an appropriate temperature, a composite material A method of spraying a liquid medium containing the microorganisms on the polyurethane urea part of the polyurethane urea or a method of directly applying the microorganisms onto the polyurethane urea is employed. By these methods, the polyurethane urea is decomposed (dissolved), and the substrate is recovered.

(II−4b)樹脂及び/又は基材の再利用方法
上記(II−4a)の方法により複合材から分離された基材は、そのまま、或いは、適当な加工を行って、再利用することができる。
(II-4b) Recycling method of resin and / or base material The base material separated from the composite material by the above method (II-4a) may be reused as it is or after appropriate processing. it can.

また分解された樹脂も、そのまま或いは適当な加工を行って、再利用することができる。例えば、分解された樹脂を、必要に応じて粉砕した後、バインダーを添加して成型することにより、製品として利用することができる。   The decomposed resin can be reused as it is or after appropriate processing. For example, after the decomposed resin is pulverized as necessary, it can be used as a product by adding a binder and molding.

基材の回収と同時に樹脂を回収して、基材および樹脂の両方が再利用できるようにする場合は、例えば、基材と樹脂との接着部分に、本発明の微生物の培養上清物を接触させるか、あるいは微生物を生育培地を含む液体に懸濁したものを注入し、適切な温度で放置(培養)する。   When the resin is recovered at the same time as the recovery of the base material so that both the base material and the resin can be reused, for example, the culture supernatant of the microorganism of the present invention is applied to the adhesive portion between the base material and the resin. Either contact or inject a microorganism suspended in a liquid containing a growth medium, and leave (culture) at an appropriate temperature.

この方法により、基材と樹脂との貼り合わせ部位において、培養上清又は培養後の微生物の上清物に含まれる菌体外分泌物又は酵素が反応し、貼り合わせ部分の樹脂を分解(溶解)することにより、基材と樹脂とを容易に剥離することができる。   By this method, the extracellular secretions or enzymes contained in the culture supernatant or the supernatant of the microorganism after culture react at the site where the base material and the resin are bonded, and the resin at the bonded portion is decomposed (dissolved). By doing, a base material and resin can be peeled easily.

また、微生物を樹脂の表面に適切な間隔で線状に塗布するか、或いは樹脂内に注入した後、該塗布又は注入部位にさらに液体培地(例えば、LB+グルコース培地など)を塗布あるいは注入し、その微生物の生育に最適な温度で放置することにより、樹脂上あるいは樹脂中の所望の位置で微生物を培養し、培養上清に含まれる微生物の分泌物又は酵素により、樹脂を分解(溶解)して、所望の大きさの樹脂を回収することができる。   Further, after the microorganisms are applied linearly to the surface of the resin at appropriate intervals, or injected into the resin, a liquid medium (for example, LB + glucose medium) is further applied or injected into the application or injection site, By leaving it at the optimum temperature for the growth of the microorganism, the microorganism is cultured at a desired position on or in the resin, and the resin is decomposed (dissolved) by the secretion or enzyme of the microorganism contained in the culture supernatant. Thus, a resin having a desired size can be collected.

(II−4c)樹脂の分解物の利用方法
上記方法により、樹脂を分解して得られる分解産物を、回収して、再利用することもできる。例えば、該樹脂の分解により生成される低分子化合物を、適宜精製し、樹脂や他の製品の原料として再利用することができる。
(II-4c) Utilization method of decomposition product of resin By the above method, the decomposition product obtained by decomposing the resin can be recovered and reused. For example, a low molecular compound produced by the decomposition of the resin can be appropriately purified and reused as a raw material for resins and other products.

分解により生成される化合物には、末端にアミノ基を有する化合物や末端に水酸基を含む化合物等が含まれ得る。   The compound produced by the decomposition may include a compound having an amino group at the terminal and a compound having a hydroxyl group at the terminal.

実施態様としては、例えば、ウレタン結合及び/ウレア結合を有する樹脂に、本発明の培養上清物を接触させて分解し、分解により生成する化合物を回収・精製し、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂の原料として用いる方法等があげられる。   As an embodiment, for example, the culture supernatant of the present invention is contacted with a resin having a urethane bond and / or a urea bond to be decomposed, and a compound produced by the decomposition is recovered and purified to obtain a urethane bond and / or a urea bond. And a method of using it as a raw material of a resin having

III.微生物を利用したウレア結合の切断
III−1.ウレア結合を有する樹脂の分解方法
本発明によれば、微生物のウレア結合を切断する能力を利用して、ウレア結合を有する樹脂を分解する方法が提供される。
III. Cleavage of urea bonds using microorganisms
III-1. Method for Decomposing Resin Having Urea Bond According to the present invention, a method for decomposing a resin having a urea bond is provided by utilizing the ability of a microorganism to cleave a urea bond.

ウレア結合を有する樹脂には、ポリウレア及びポリウレタンウレアが含まれる。例えば、ポリイソシアネート化合物と、ポリオール化合物、ポリアミン化合物及び水を主原料として反応させることにより得られるポリウレタンウレアが含まれる。   Resins having a urea bond include polyurea and polyurethaneurea. For example, the polyurethane urea obtained by making a polyisocyanate compound, a polyol compound, a polyamine compound, and water react as a main raw material is contained.

また、ウレア結合を有する樹脂は、エーテル型の樹脂であってもよく、例えば、エーテル型ポリウレア及びエーテル型ポリウレタンウレアも含まれる。   The resin having a urea bond may be an ether type resin, and examples thereof include ether type polyurea and ether type polyurethane urea.

分解方法の実施態様の一例としては、ポリウレアに、アルタナリア属に属し、ウレア結合を切断する能力を有する微生物を接触させる工程を含む、ポリウレアの分解方法が挙げられる。具体的態様において、ポリウレアはエーテル型ポリウレアである。   As an example of the embodiment of the decomposition method, there is a method for decomposing polyurea, which comprises contacting a polyurea with a microorganism belonging to the genus Alternaria and capable of cleaving a urea bond. In a specific embodiment, the polyurea is an ether type polyurea.

また、他の一例として、ポリウレタンウレアに、アルタナリア属に属し、ウレア結合を切断する能力を有する微生物を接触させる工程を含む、ポリウレタンウレアの分解方法が挙げられる。具体的態様において、ポリウレタンウレアはエーテル型ポリウレタンウレアである。   Another example is a method for decomposing polyurethane urea, which includes a step of bringing polyurethane urea into contact with a microorganism belonging to the genus Altanaria and capable of cleaving a urea bond. In a specific embodiment, the polyurethaneurea is an ether type polyurethaneurea.

ウレア結合を切断する能力を有する微生物は、アルタナリア属に属する微生物が用いられる。中でも、独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに受託番号FERM P−19445として寄託されているアルタナリア アルタネート(Fr.)カイスラー PURDK2株が、好適に用いられる。   Microorganisms belonging to the genus Altanaria are used as microorganisms having the ability to cleave urea bonds. Among these, the Alternaria alternato (Fr.) Kissler PURDK2 strain deposited at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biological Deposit Center under the deposit number FERM P-19445 is preferably used.

微生物を、樹脂に接触させる方法は、本発明の効果を奏する範囲内で適宜設定することができる。例えば、適切な液体培地で培養した微生物を、ポリウレア又はポリウレタンウレアの表面に散布してもよく、ポリウレア又はポリウレタンウレアの内部に注入してもよい。   The method of bringing the microorganism into contact with the resin can be appropriately set within the range where the effects of the present invention are exhibited. For example, microorganisms cultured in an appropriate liquid medium may be sprayed on the surface of polyurea or polyurethaneurea, or injected into the interior of polyurea or polyurethaneurea.

分解条件は、ウレア結合が切断される条件の範囲内で、適宜設定することができる。特に、適温に加温することは、反応が促進される点で好ましい。   The decomposition conditions can be appropriately set within the range of conditions under which the urea bond is cleaved. In particular, heating to an appropriate temperature is preferable in that the reaction is accelerated.

III−2.再利用(リサイクル)方法
上記ウレア結合を有する樹脂の分解方法は、ウレア結合を有する樹脂と基材を含んで成る複合材から該樹脂と基材とを分離する方法、並びに、樹脂を分解、回収し、再利用する方法に適用し得る。樹脂と基材とを分離する方法において、基材は再利用可能な形態で回収し得る。再利用可能な形態とは、回収された基材自体がそのままリサイクルされる場合、および、少し手を加えれば再利用(リサイクル)できるような状態を包含する。
III-2. Recycling method The method for decomposing a resin having a urea bond is a method for separating the resin and the base material from a composite material including the resin having a urea bond and the base material, and the resin is decomposed and recovered. And can be applied to a method of reuse. In the method of separating the resin and the substrate, the substrate can be recovered in a reusable form. The reusable form includes a case where the collected base material itself is recycled as it is, and a state where it can be reused (recycled) with a little modification.

ウレア結合を有する樹脂と基材を含んで構成される複合材には、例えば、ポリウレア又はポリウレタンウレアと基材とを含んで構成される複合材が含まれる。   Examples of the composite material including a resin having a urea bond and a base material include a composite material including a polyurea or polyurethane urea and a base material.

本発明の分離方法は、例えば、微生物を、複合材における樹脂と基材との接合部分に接触させたり、樹脂中に注入させたりすることにより、実施することができる。   The separation method of the present invention can be carried out, for example, by bringing microorganisms into contact with the joint between the resin and the substrate in the composite material or by injecting them into the resin.

例えば、ポリウレアと基材を含んでなる複合材に、ウレア結合を切断する能力を有する微生物を作用させることにより、実質的に再利用可能な状態で、基材が回収できる。   For example, the substrate can be recovered in a substantially reusable state by allowing a microorganism having the ability to cleave urea bonds to act on a composite material comprising polyurea and the substrate.

基材とポリウレアを含んで成る複合材から、ポリウレアを分解して基材と分離する方法としては、複合材を、該微生物を含有する液体培地に浸漬し、適切な温度で放置する方法、複合材のポリウレア部分に該微生物を含有する液体培地を散布する方法、あるいは、該微生物を直接ポリウレア上に塗布する方法などが採用される。これらの方法により、ポリウレアが分解(溶解)され、基材が回収される。   As a method for decomposing polyurea from a composite material comprising a base material and polyurea and separating it from the base material, a method of immersing the composite material in a liquid medium containing the microorganism and leaving it at an appropriate temperature, composite A method of spraying a liquid medium containing the microorganism on the polyurea portion of the material or a method of directly applying the microorganism on the polyurea is employed. By these methods, polyurea is decomposed (dissolved), and the substrate is recovered.

また、ポリウレタンウレアと基材とを含んでなる複合材に、ウレア結合を切断する能力を有する微生物を作用させて、ポリウレタンウレアを分解することにより、実質的に再利用可能な状態で、基材を回収することができる。回収できる。基材とポリウレタンウレアを含んで成る複合材から、ポリウレタンウレアを分解して分離する方法としては、複合材を、該微生物を含有する液体培地に浸漬し、適切な温度で放置する方法、複合材のポリウレタンウレア部分に該微生物を含有する液体培地を散布する方法、あるいは、該微生物を直接ポリウレタンウレア上に塗布する方法などが採用される。これらの方法により、ポリウレタンウレアが分解され、基材が回収される。   In addition, the base material is substantially reusable by decomposing the polyurethane urea by causing a microorganism having an ability to cleave the urea bond to act on the composite material including the polyurethane urea and the base material. Can be recovered. Can be recovered. As a method of decomposing and separating polyurethane urea from a composite material comprising a base material and polyurethane urea, a method in which the composite material is immersed in a liquid medium containing the microorganism and left at an appropriate temperature, a composite material A method of spraying a liquid medium containing the microorganisms on the polyurethane urea part of the polyurethane urea or a method of directly applying the microorganisms onto the polyurethane urea is employed. By these methods, the polyurethane urea is decomposed and the substrate is recovered.

また、上記の方法により複合材から分離された基材は、そのまま、或いは、適当な加工を行って、再利用することができる。   Further, the base material separated from the composite material by the above method can be reused as it is or after appropriate processing.

また分解された樹脂も、そのまま或いは適当な加工を行って、再利用することができる。例えば、分解された樹脂を、必要に応じて粉砕した後、バインダーを添加して成型することにより、製品として利用することができる。   The decomposed resin can be reused as it is or after appropriate processing. For example, after the decomposed resin is pulverized as necessary, it can be used as a product by adding a binder and molding.

基材の回収と同時に樹脂を回収して、基材および樹脂の両方が再利用できるようにする場合は、例えば、基材と樹脂との接着部分に、本発明の微生物を接触させるか、あるいは微生物を注入し、適切な温度で放置(培養)する。   When the resin is recovered at the same time as the recovery of the base material so that both the base material and the resin can be reused, for example, the microorganism of the present invention is brought into contact with the bonded portion between the base material and the resin, or Inject microorganisms and leave (culture) at an appropriate temperature.

この方法により、基材と樹脂との貼り合わせ部位において、微生物が樹脂を分解(溶解)することにより、基材と樹脂とを容易に剥離することができる。   By this method, the base material and the resin can be easily peeled by the microorganisms decomposing (dissolving) the resin at the bonding site between the base material and the resin.

また、微生物を樹脂の表面に適切な間隔で線状に塗布するか、或いは樹脂内に注入することにより、樹脂上あるいは樹脂中の所望の位置で樹脂を分解(溶解)して、所望の大きさの樹脂を回収することができる。   In addition, the microorganisms are applied to the surface of the resin in a linear manner at an appropriate interval, or injected into the resin, so that the resin is decomposed (dissolved) at a desired position on or in the resin to obtain a desired size. This resin can be recovered.

また、上記方法により、ウレア結合を有する樹脂を分解して得られる分解産物を、回収して、再利用することもできる。例えば、該樹脂の分解により生成される低分子化合物を、適宜精製し、樹脂や他の製品の原料として再利用することができる。   In addition, the decomposition product obtained by decomposing a resin having a urea bond can be recovered and reused by the above method. For example, a low molecular compound produced by the decomposition of the resin can be appropriately purified and reused as a raw material for resins and other products.

分解により生成される化合物には、末端にアミノ基を有する化合物や末端に水酸基を有する化合物等が含まれる。   The compound produced by the decomposition includes a compound having an amino group at the terminal, a compound having a hydroxyl group at the terminal, and the like.

実施態様としては、例えば、ウレア結合を有する樹脂に、上記微生物を接触させて分解し、分解により生成する化合物を回収・精製し、ウレア結合を有する樹脂の原料として用いる方法があげられる。   As an embodiment, for example, there is a method in which a resin having a urea bond is decomposed by bringing the microorganism into contact therewith, and a compound produced by the decomposition is recovered and purified and used as a raw material for the resin having a urea bond.

本発明によれば、ウレタン結合及び/又はウレア結合を切断する能力を有する培養上清物が提供される。更に該培養上清物を有効成分とするウレタン結合及び/ウレア結合を有する樹脂の分解用組成物が提供される。該培養上清物により、ウレタン結合及び/ウレア結合を有する樹脂を効率よく分解することが可能となる。また微生物を用いる場合に比べて、扱いが容易となり、利便性が向上する。   According to the present invention, a culture supernatant having the ability to cleave urethane bonds and / or urea bonds is provided. Furthermore, a composition for decomposing a resin having a urethane bond and / or a urea bond using the culture supernatant as an active ingredient is provided. The culture supernatant can efficiently decompose a resin having a urethane bond and / or a urea bond. In addition, handling becomes easier and convenience is improved as compared with the case of using microorganisms.

また、本発明によれば、ウレア結合を切断する能力を有する微生物が提供される。これにより、ウレア結合を有する樹脂を効率よく分解することが可能となる。   In addition, according to the present invention, a microorganism having an ability to cleave urea bonds is provided. This makes it possible to efficiently decompose the resin having a urea bond.

本発明によれば、これらの生物学的手段を利用することにより、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂を効率良く分解する方法が提供される。   According to the present invention, a method for efficiently decomposing a resin having a urethane bond and / or a urea bond is provided by utilizing these biological means.

特に、本発明によれば、樹脂のウレタン結合及び/又はウレア結合を切断することにより、エステル型の樹脂だけでなく、エーテル型のポリウレタン、ポリウレア及びポリウレタンウレアについても、効率良く分解する方法が提供される。   In particular, according to the present invention, there is provided a method for efficiently decomposing not only ester type resins but also ether type polyurethanes, polyureas and polyurethane ureas by cleaving the urethane bonds and / or urea bonds of the resins. Is done.

また、本発明によれば、上記分解方法を利用して、ポリウレタン、ポリウレア、又はポリウレタンウレア等の樹脂を材料に用いた家電製品、家具、自動車又は建材などから、基材を容易に回収できる方法が提供される。更に基材と共に、それらの樹脂又はその分解物を回収し、有効にリサイクルする方法が提供される。
本発明の方法は、分解効率に優れ、穏やかな条件で実施可能であり、低エネルギーで、環境への負荷も小さい。
In addition, according to the present invention, a method for easily recovering a base material from household appliances, furniture, automobiles, building materials, or the like using a resin such as polyurethane, polyurea, or polyurethane urea as a material using the above decomposition method. Is provided. Furthermore, the method of collect | recovering those resins or its decomposition product with a base material and recycling effectively is provided.
The method of the present invention has excellent decomposition efficiency, can be carried out under mild conditions, has low energy, and has a low environmental impact.

このような特徴を有する本発明は資源の有効利用と環境への負荷軽減に大きく寄与するものである。   The present invention having such features greatly contributes to effective use of resources and reduction of environmental load.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されることはない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not restrict | limited to these Examples.

尚、以下の実施例においては、アルタナリア属に属する微生物として、独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに寄託されている、アルタナリア アルタネート(Alternaria alternate)(Fr.)カイスラー PURDK2株(FERM P-19445)を用いた。   In the following examples, Alternaria alternate (Fr.) Kaysler PURDK2 strain (FERM P), which has been deposited at the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology as a microorganism belonging to the genus Altanaria. -19445) was used.

実施例1:PURDK2株によるウレタン結合の分解
PURDK2株によるウレタン結合の切断を解析するため、ウレタン結合を有する樹脂のモデル化合物Diphenylmethane-4,4’-diethylcarbamate (E-MDI)(図1参照)を基質として分解様式を解析した。
Example 1: Decomposition of urethane bond by PURDK2 strain
In order to analyze the cleavage of the urethane bond by the PURDK2 strain, the decomposition mode was analyzed using the model compound Diphenylmethane-4,4′-diethylcarbamate (E-MDI) (see FIG. 1) of the resin having a urethane bond as a substrate.

1.1方法
Diphenylmethane-4,4’-diethylcarbamate (E-MDI) 0.01 gを添加したLB+グルコース培地(ポリペプトン10g/L、イーストエキス5g/L、NaCl 5g/L、及びグルコース10g/L)100 mLに24時間前培養を行ったPURDK2株を10 %植菌し、30 ℃、100 rpmにて0、12、24、36時間培養を行った。培養後、クロロホルム・メタノール(3: 1)溶液30 mLを添加し、十分に撹拌した。4,000 gで30分間遠心し、得られたクロロホルム層を回収した。更に、回収したクロロホルム層を10,000 gで10分間遠心した後、得られたクロロホルム層1μLをガスクロマトグラフィー(GC)で解析した。また、得られた分解産物についてGC/MSにより同定を行った。また、未植菌の系をコントロールとし、同様に解析を行った。
1.1 Method
Diphenylmethane-4,4'-diethylcarbamate (E-MDI) LB + glucose medium supplemented with 0.01 g (polypeptone 10 g / L, yeast extract 5 g / L, NaCl 5 g / L, and glucose 10 g / L) 100 mL 24 hours ago 10% of the cultured PURDK2 strain was inoculated and cultured at 30 ° C. and 100 rpm for 0, 12, 24, and 36 hours. After culturing, 30 mL of a chloroform / methanol (3: 1) solution was added and stirred sufficiently. Centrifugation was performed at 4,000 g for 30 minutes, and the resulting chloroform layer was recovered. Further, the collected chloroform layer was centrifuged at 10,000 g for 10 minutes, and then 1 μL of the obtained chloroform layer was analyzed by gas chromatography (GC). In addition, the obtained degradation product was identified by GC / MS. In addition, the analysis was carried out in the same manner using the uninoculated strain as a control.

1.2解析結果
E-MDIのGC解析により、4本のピークが検出され、そのうちピークIIIがE-MDIであり、ピークI、II、IVは未反応物であった(図2参照)。
1.2 Analysis results
Four peaks were detected by GC analysis of E-MDI, of which peak III was E-MDI and peaks I, II, and IV were unreacted (see FIG. 2).

PURDK2株によるE-MDI分解物についてGCにより解析したところ、培養24時間でE-MDIは45 %減少した。これから、PURDK2株はE-MDIを分解することが示唆された。また、中間代謝産物と考えられる新たなピークが検出された(図3参照)。   When the E-MDI degradation product by the PURDK2 strain was analyzed by GC, the E-MDI decreased by 45% in 24 hours of culture. This suggested that the PURDK2 strain degrades E-MDI. In addition, a new peak thought to be an intermediate metabolite was detected (see Fig. 3).

PURDK2株培養24時間における分解物(中間代謝産物)で検出されたピークEP1で示される化合物について、GC/MS解析により、構造の同定を行った(図4参照)。   The structure of the compound indicated by peak EP1 detected in the degradation product (intermediate metabolite) in PURDK2 strain culture for 24 hours was identified by GC / MS analysis (see FIG. 4).

その結果、EP1はdiphenylmethane-4-amin-4’-ethylcarbamate (図5)と同定された。   As a result, EP1 was identified as diphenylmethane-4-amin-4'-ethylcarbamate (Fig. 5).

EP1は、E-MDIが有するウレタン結合の切断により得られる化合物であると考えられる(図6参照)。このことから、PURDK2株がE-MDIのウレタン結合を切断することが明らかとなった。   EP1 is considered to be a compound obtained by cleaving the urethane bond of E-MDI (see FIG. 6). From this, it became clear that the PURDK2 strain cleaves the urethane bond of E-MDI.

実施例2.PURDK2株培養上清によるウレタン結合の分解
PURDK2株の培養上清によりE-MDIが分解されるのか確認するため、E-MDIを用いて分解解析を行った。
Example 2 Degradation of urethane bonds by PURDK2 strain culture supernatant
In order to confirm whether E-MDI is degraded by the culture supernatant of PURDK2 strain, degradation analysis was performed using E-MDI.

2.1方法
エーテル型ポリウレタンウレア片 (1 cm3) 5つを添加したLB+グルコース培地100 mLにPURDK2株前培養液を3 %植菌し、30 ℃、100 rpmにて24時間培養を行った。得られた培養液を4 ℃、7,000 gで10分間遠心し、上清と菌体を分離した。これを2回繰り返した。
2.1 Method 3% PURDK2 preculture was inoculated into 100 mL of LB + glucose medium supplemented with 5 pieces of ether type polyurethaneurea (1 cm 3 ), and cultured at 30 ° C. and 100 rpm for 24 hours. The obtained culture broth was centrifuged at 4 ° C. and 7,000 g for 10 minutes to separate the supernatant and the bacterial cells. This was repeated twice.

20 mMリン酸緩衝溶液(pH 7.0)にE-MDI 0.01 gを添加し、これに培養上清をそれぞれ1 mL、5 mL、10 mL加え全量100 mLとした。混合後、30 ℃、100 rpmにて1時間振盪を行った。振盪後、クロロホルム・メタノール抽出し、得られたクロロホルム層1μLをGCで解析した。また、得られた分解物についてGC/MSにより同定を行った。培養上清を沸騰水中で10分間加熱し、酵素を失活させた上清10 mLについても同様に解析を行った。   0.01 g of E-MDI was added to a 20 mM phosphate buffer solution (pH 7.0), and 1 mL, 5 mL, and 10 mL of the culture supernatant were added thereto to make a total volume of 100 mL. After mixing, the mixture was shaken at 30 ° C. and 100 rpm for 1 hour. After shaking, chloroform / methanol extraction was performed, and 1 μL of the resulting chloroform layer was analyzed by GC. Moreover, the obtained decomposition product was identified by GC / MS. The culture supernatant was heated in boiling water for 10 minutes, and 10 mL of the supernatant in which the enzyme was inactivated was similarly analyzed.

2.2解析結果
PURDK2株培養上清によるE-MDI分解のGC解析結果を図7に示す。
2.2 Analysis results
FIG. 7 shows the GC analysis results of E-MDI degradation using the PURDK2 strain culture supernatant.

培養上清10 mLを添加した系では反応1時間でE-MDIは98 %減少し、中間代謝産物と考えられる新たなピークが検出された(図7.D参照)。また、添加上清量を5 mL(1/2)、1 mL(1/10)とした系では、それぞれ51.4 %、8.9 %のE-MDI分解率を示した(図7.B,C参照)。   In the system to which 10 mL of culture supernatant was added, E-MDI decreased by 98% in 1 hour of reaction, and a new peak that was considered as an intermediate metabolite was detected (see FIG. 7.D). In addition, the system with 5 mL (1/2) and 1 mL (1/10) of the added supernatant showed 51.4% and 8.9% E-MDI degradation rates, respectively (see Figures 7.B and C). ).

更に、培養上清によるE-MDIの分解が酵素によるものか確認するため培養上清を加熱することで酵素を失活させた系について解析を行ったところ(図7.E参照)、上清の添加を行わなかった系(図7.A参照)とピークエリアに差がほとんど無かったことから、E-MDIは分解されていないことが確認された。このことから、PURDK2株培養上清にはE-MDIを分解するタンパク質(酵素)が含まれることが確認された。   Furthermore, in order to confirm whether the degradation of E-MDI by the culture supernatant was due to the enzyme, an analysis was performed on a system in which the enzyme was inactivated by heating the culture supernatant (see FIG. 7E). Since there was almost no difference between the peak area and the system in which no addition was made (see FIG. 7.A), it was confirmed that E-MDI was not decomposed. From this, it was confirmed that the PURDK2 strain culture supernatant contains a protein (enzyme) that degrades E-MDI.

次いで、PURDK2株培養上清による分解物(中間代謝産物)の解析で検出されたピークEP2で示される化合物について、GC/MS解析により、構造の同定を行った(図8参照)。   Subsequently, the structure of the compound indicated by the peak EP2 detected by analysis of the degradation product (intermediate metabolite) from the culture supernatant of the PURDK2 strain was identified by GC / MS analysis (see FIG. 8).

その結果、EP2はdiphenylmethane-4-amin-4’-ethylcarbamate (図9参照)と同定された。   As a result, EP2 was identified as diphenylmethane-4-amin-4'-ethylcarbamate (see Fig. 9).

EP2は、E-MDIが有するウレタン結合の切断により得られる化合物であると考えられる(図10参照)。このことから、培養上清物が、E-MDIのウレタン結合を切断することが明らかとなり、PURDK2株はE-MDIのウレタン結合を切断する酵素を菌体外に産生することが考えられた。   EP2 is considered to be a compound obtained by cleaving the urethane bond of E-MDI (see FIG. 10). From this, it was clarified that the culture supernatant cleaves the urethane bond of E-MDI, and it was considered that the PURDK2 strain produces an enzyme that cleaves the urethane bond of E-MDI outside the cells.

3.PURDK2株によるウレア結合の分解
PURDK2株がウレア結合を切断するか解析するため、ウレア結合を有する樹脂のモデル化合物Diphenylmethane-4,4’-dibuthylurea (D-MDI)(図11参照)を基質として分解様式を解析した。
3. Degradation of urea binding by PURDK2 strain
In order to analyze whether the PURDK2 strain cleaves the urea bond, the decomposition mode was analyzed using the model compound Diphenylmethane-4,4′-dibuthylurea (D-MDI) (see FIG. 11) of the resin having a urea bond as a substrate.

3.1方法
D-MDI 0.01 gを添加したLB+グルコース培地100 mLにPURDK2株前培養を10 %植菌し、30℃、100 rpmにて0、12、24、36時間培養を行った。培養後、クロロホルム・メタノール抽出し、GC解析した。また、得られた分解物についてGC/MSにより同定を行った。未植菌の系をコントロールとし、同様に解析を行った。
3.1 Method
10% of PURDK2 strain preculture was inoculated into 100 mL of LB + glucose medium supplemented with 0.01 g of D-MDI, and cultured at 30 ° C. and 100 rpm for 0, 12, 24, and 36 hours. After culture, chloroform / methanol extraction was performed and GC analysis was performed. Moreover, the obtained decomposition product was identified by GC / MS. The analysis was performed in the same manner using a non-inoculated system as a control.

3.2解析結果
D-MDIのGC解析により2本のピークが検出され、ピークIがD-MDIであり、ピークIIは未反応物であった (図12参照)。
3.2 Analysis results
Two peaks were detected by GC analysis of D-MDI, peak I was D-MDI, and peak II was unreacted (see FIG. 12).

PURDK2株によるD-MDI分解物についてGCにより解析したところ、培養24時間でD-MDIは27 %減少し、PURDK2株はD-MDIを分解することが示唆された。また、中間代謝産物と考えられる新たなピークが検出された(図13参照)。   Analysis of the D-MDI degradation product by the PURDK2 strain by GC revealed that D-MDI decreased by 27% in 24 hours of culture, suggesting that the PURDK2 strain degrades D-MDI. In addition, a new peak thought to be an intermediate metabolite was detected (see FIG. 13).

PURDK2株培養24時間における分解物(中間代謝産物)で検出されたピークDP1で示される化合物について、GC/MS解析により、構造の同定を行った(図14参照)。   The structure of the compound indicated by the peak DP1 detected in the degradation product (intermediate metabolite) in the PURDK2 strain cultured for 24 hours was identified by GC / MS analysis (see FIG. 14).

その結果、DP1はdibutylamin(図15参照)と同定された。   As a result, DP1 was identified as dibutylamin (see FIG. 15).

DP1は、D-MDIが有するウレア結合の切断により得られる化合物であると考えられる(図16参照)。このことから、PURDK2株が、D-MDIのウレア結合を切断することが明らかとなった。   DP1 is considered to be a compound obtained by cleaving the urea bond of D-MDI (see FIG. 16). This indicates that the PURDK2 strain cleaves the urea bond of D-MDI.

4.PURDK2株培養上清によるウレア結合の分解
PURDK2株の培養上清によりウレア結合を有する樹脂が分解されるのか確認するため、D-MDIを用いて解析を行った。
Four. Degradation of urea binding by PURDK2 culture supernatant
In order to confirm whether the resin having urea bonds was decomposed by the culture supernatant of the PURDK2 strain, analysis was performed using D-MDI.

4.1方法
エーテル型ポリウレタンウレア片 (1 cm3) 5つを添加したLB+グルコース培地100 mLにPURDK2株前培養液を3 %植菌し、30 ℃、100 rpmにて24時間培養を行った。得られた培養液を4 ℃、7,000 gで10分間遠心し、上清と菌体を分離した。これを2回繰り返した。20 mMリン酸緩衝溶液(pH 7.0)にDiphenylmethane-4,4’-dibuthylurea (D-MDI)0.01 gを添加し、これに培養上清をそれぞれ1 mL、5 mL、10 mL加え全量100 mLとした。混合後、30 ℃、100 rpmにて1時間振盪を行った。振盪後、クロロホルム・メタノール抽出し、得られたクロロホルム層1μLをGCで解析した。また、得られた分解物についてGC/MSにより同定を行った。培養上清を沸騰水中で10分間加熱し、酵素を失活させた上清10 mLについても同様に解析を行った。
4.1 Method 3% of PURDK2 strain preculture was inoculated into 100 mL of LB + glucose medium supplemented with 5 pieces of ether type polyurethaneurea (1 cm 3 ), and cultured at 30 ° C. and 100 rpm for 24 hours. The obtained culture broth was centrifuged at 4 ° C. and 7,000 g for 10 minutes to separate the supernatant and the bacterial cells. This was repeated twice. Add 0.01 g of Diphenylmethane-4,4'-dibuthylurea (D-MDI) to a 20 mM phosphate buffer solution (pH 7.0), and add 1 mL, 5 mL, and 10 mL of the culture supernatant, respectively, to a total volume of 100 mL. did. After mixing, the mixture was shaken at 30 ° C. and 100 rpm for 1 hour. After shaking, chloroform / methanol extraction was performed, and 1 μL of the resulting chloroform layer was analyzed by GC. Moreover, the obtained decomposition product was identified by GC / MS. The culture supernatant was heated in boiling water for 10 minutes, and 10 mL of the supernatant in which the enzyme was inactivated was similarly analyzed.

4.2結果及び考察
PURDK2株培養上清によるD-MDI分解のGC解析結果を図17に示す。
4.2 Results and discussion
FIG. 17 shows the GC analysis results of D-MDI degradation using the PURDK2 strain culture supernatant.

培養上清10 mLを添加した系では反応1時間でD-MDIは54.5 %減少し、中間代謝産物と考えられる新たなピークが検出された(図17.D)。また、添加上清量を5 mL(1/2)、1 mL(1/10)とした系では、それぞれ25.1 %、7.3 %のD-MDI分解率を示した(図17.B,C)。   In the system to which 10 mL of culture supernatant was added, D-MDI decreased by 54.5% in 1 hour of reaction, and a new peak that was considered as an intermediate metabolite was detected (FIG. 17.D). In addition, the systems with added supernatant volume of 5 mL (1/2) and 1 mL (1/10) showed D-MDI degradation rates of 25.1% and 7.3%, respectively (Figures 17.B and C). .

更に、培養上清によるD-MDIの分解が酵素によるものか確認するため培養上清を加熱することで酵素を失活させた系について解析を行ったところ(図17.E)、上清の添加を行わなかった系(図17.A)とピークエリアに差がほとんど無かったことから、D-MDIは分解されていないことが確認された。このことから、PURDK2株培養上清にはD-MDIを分解するタンパク質(酵素)が含まれることが確認された。   Furthermore, in order to confirm whether the degradation of D-MDI by the culture supernatant was due to the enzyme, an analysis was performed on a system in which the enzyme was inactivated by heating the culture supernatant (FIG. 17E). Since there was almost no difference in the peak area from the system without addition (FIG. 17.A), it was confirmed that D-MDI was not decomposed. From this, it was confirmed that the PURDK2 strain culture supernatant contains a protein (enzyme) that degrades D-MDI.

次いで、PURDK2株培養上清による分解物(中間代謝産物)の解析で検出されたピークDP2で示される化合物について、GC/MS解析により、構造の同定を行った(図18参照)。   Next, the structure of the compound indicated by the peak DP2 detected by analysis of the degradation product (intermediate metabolite) from the culture supernatant of the PURDK2 strain was identified by GC / MS analysis (see FIG. 18).

その結果、DP2はdibutylamin(図19)と同定された。   As a result, DP2 was identified as dibutylamin (FIG. 19).

DP2は、D-MDIが有するウレア結合の切断により得られる化合物であると考えられる(図20参照)。このことから、PURDK2株の培養上清が、D-MDIのウレア結合を切断することが明らかとなった。   DP2 is considered to be a compound obtained by cleaving the urea bond of D-MDI (see FIG. 20). This revealed that the culture supernatant of the PURDK2 strain cleaves the urea bond of D-MDI.

ウレタン結合を有する樹脂のモデル化合物Diphenylmethane-4,4’-diethylcarbamate (E-MDI)の構造を示した図面である。□は該化合物が有するウレタン結合を示す。1 is a drawing showing the structure of a model compound Diphenylmethane-4,4′-diethylcarbamate (E-MDI) of a resin having a urethane bond. □ indicates the urethane bond of the compound. E-MDIのGC解析結果を示す図面である。It is drawing which shows the GC analysis result of E-MDI. PURDK2株による培養24時間におけるE-MDI分解物をGCで調べた結果を示す図面である。Aは未植菌の場合を示す。BはPURDK2株培養24時間後における分解物のGC解析結果を示す。It is a figure which shows the result of having investigated E-MDI degradation product in culture | cultivation 24 hours by PURDK2 strain | stump | stock by GC. A shows the case of uninoculated bacteria. B shows the GC analysis result of the degradation product after 24 hours culture of PURDK2 strain. EP1のマススペクトルを示す図面である。It is drawing which shows the mass spectrum of EP1. EP1について同定した構造を示す図面である。It is a figure which shows the structure identified about EP1. PURDK2株によるE-MDIの切断部位を解析した結果を図示した図面である。↓はPURDK2株によるウレタン結合切断部位を示す。It is the figure which illustrated the result of having analyzed the cutting site of E-MDI by PURDK2 strain. ↓ indicates the urethane bond cleavage site by the PURDK2 strain. PURDK2株培養上清によるE-MDI分解のGC解析結果を示した図面である。Aは上清添加なしの場合、Bは培養上清1 mLを添加した場合、Cは培養上清5 mLを添加した場合、Dは培養上清10mLを添加した場合、Eは失活させた培養上清10 mLを添加した場合の結果を示す。It is the figure which showed the GC analysis result of E-MDI decomposition | disassembly by the culture supernatant of PURDK2 strain. When A was added with no supernatant, B was added with 1 mL of culture supernatant, C was added with 5 mL of culture supernatant, D was added with 10 mL of culture supernatant, and E was inactivated. The result when 10 mL of culture supernatant is added is shown. EP2のマススペクトルを示す図面である。It is drawing which shows the mass spectrum of EP2. EP2について同定した構造を示す図面である。It is a figure which shows the structure identified about EP2. PURDK2株の培養上清によるE-MDIの切断部位を解析した結果を図示した図面である。↓はPURDK2株培養上清によるウレタン結合切断部位を示す。It is drawing which showed the result of having analyzed the cutting | disconnection site | part of E-MDI by the culture supernatant of PURDK2 strain | stump | stock. ↓ indicates the urethane bond cleavage site in the culture supernatant of the PURDK2 strain. ウレア結合を有する樹脂のモデル化合物diphenylmethane-4,4’-dibuthylurea (D-MDI)の構造を示した図面である。□は該化合物が有するウレア結合を示す。1 is a drawing showing the structure of a model compound diphenylmethane-4,4′-dibuthylurea (D-MDI) of a resin having a urea bond. □ indicates the urea bond of the compound. D-MDIのGC解析結果を示す図面である。It is drawing which shows the GC analysis result of D-MDI. PURDK2株による培養24時間におけるD-MDI分解をGCで調べた結果を示す。Aは未植菌の場合を示す。BはPURDK2株培養24時間後における分解物のGC解析結果を示す。The result of having investigated D-MDI degradation in culture | cultivation 24 hours by PURDK2 strain | stump | stock by GC is shown. A shows the case of uninoculated bacteria. B shows the GC analysis result of the degradation product after 24 hours culture of PURDK2 strain. PURDK2株によるD-MDI分解産物のマススペクトルを示す図面である。It is a figure which shows the mass spectrum of the D-MDI degradation product by PURDK2 strain. DP1の分子構造を示す図面である。2 is a drawing showing the molecular structure of DP1. PURDK2株によるD-MDIの切断部位を解析した結果を図示した図面である。↓はPURDK2株によるウレア結合切断部位を示す。It is the figure which illustrated the result of having analyzed the cutting site of D-MDI by PURDK2 strain. ↓ indicates the urea bond cleavage site by the PURDK2 strain. PURDK2株培養上清によるD-MDI分解のGC解析結果を示した図面である。Aは上清添加なしの場合、Bは培養上清1 mLを添加した場合、Cは培養上清5 mLを添加した場合、Dは培養上清10 mLを添加した場合、Eは失活させた培養上清10 mLを添加した場合の結果を示す。It is the figure which showed the GC analysis result of D-MDI decomposition | disassembly by the culture supernatant of PURDK2 strain. When A is added without supernatant, B is added with 1 mL of culture supernatant, C is added with 5 mL of culture supernatant, D is added with 10 mL of culture supernatant, and E is inactivated. The results when 10 mL of the cultured supernatant was added are shown. PURDK2株培養上清によるD-MDI分解産物のマススペクトルを示す図面である。It is a figure which shows the mass spectrum of the D-MDI degradation product by the PURDK2 strain culture supernatant. DP2の分子構造を示す図面である。It is drawing which shows the molecular structure of DP2. PURDK2株の培養上清によるD-MDIの切断部位を解析した結果を図示した図面である。↓はPURDK2株の培養上清によるウレア結合切断部位を示す。It is drawing which showed the result of having analyzed the cutting | disconnection site | part of D-MDI by the culture supernatant of PURDK2 strain | stump | stock. ↓ indicates the urea bond cleavage site in the culture supernatant of the PURDK2 strain.

Claims (10)

ウレタン結合及び/又はウレア結合を切断する能力を有する、アルタナリア属に属
する微生物の培養上清物。
A culture supernatant of a microorganism belonging to the genus Alternaria, which has the ability to cleave urethane bonds and / or urea bonds.
前記微生物が、アルタナリア アルタネート(Alternaria alternate)(Fr.)カイスラー PURDK2株(FERM P−19445)である、請求項1に記載の培養上清物。 The culture supernatant according to claim 1, wherein the microorganism is Alternaria alternate (Fr.) Kissler PURDK2 strain (FERM P-19445). 請求項1に記載の培養上清物を有効成分として含む、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂の分解用組成物。 A composition for decomposing a resin having a urethane bond and / or a urea bond, comprising the culture supernatant according to claim 1 as an active ingredient. ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂に、請求項1に記載の培養上清物又は請求項3に記載の組成物を接触させる工程を含む、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂の分解方法。 Decomposition of a resin having a urethane bond and / or a urea bond, comprising the step of bringing the culture supernatant according to claim 1 or the composition according to claim 3 into contact with a resin having a urethane bond and / or a urea bond. Method. ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂並びに基材を含んで構成される複合材の樹脂部分に、請求項1に記載の培養上清物又は請求項3に記載の組成物を接触させる工程を含む、前記樹脂と基材との分離方法。 A step of bringing the culture supernatant according to claim 1 or the composition according to claim 3 into contact with a resin portion of a composite material comprising a resin having a urethane bond and / or a urea bond and a base material. A method for separating the resin and the substrate. (1)ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂に、請求項1に記載の培養上清物又は請求項3に記載の組成物を接触させて、該樹脂を分解する工程、及び、(2)工程(1)で得られる分解物を回収する工程を含む、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂のリサイクル方法。 (1) contacting the resin having a urethane bond and / or urea bond with the culture supernatant according to claim 1 or the composition according to claim 3 to decompose the resin; and (2 ) A method for recycling a resin having a urethane bond and / or a urea bond, including a step of recovering the decomposition product obtained in the step (1). ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂が、エーテル型の樹脂である請求項4〜6のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 4 to 6, wherein the resin having a urethane bond and / or a urea bond is an ether type resin. ウレア結合を有する樹脂に、アルタナリア属に属し、ウレア結合を切断する能力を有する微生物を接触させる工程を含む、ウレア結合を有する樹脂の分解方法。 A method for decomposing a resin having a urea bond, comprising a step of bringing a resin having a urea bond into contact with a microorganism belonging to the genus Alternaria and capable of cleaving the urea bond. 前記微生物が、アルタナリア アルタネート(Alternaria alternate)(Fr.)カイスラー PURDK2株(FERM P−19445)である、請求項8に記載の分解方法。 The degradation method according to claim 8, wherein the microorganism is Alternaria alternate (Fr.) Kissler PURDK2 strain (FERM P-19445). ウレア結合を有する樹脂が、エーテル型の樹脂である、請求項8又は9に記載の分解方法。 The decomposition method according to claim 8 or 9, wherein the resin having a urea bond is an ether type resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020064776A1 (en) * 2018-09-24 2020-04-02 Repsol S.A. Biodegradation of polyether-based polyurethane and use thereof for the production of amino acids

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