JP2640630B2 - 脂肪族ポリカーボネート樹脂の分解方法 - Google Patents

脂肪族ポリカーボネート樹脂の分解方法

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泰彦 吉田
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な生物学的処理方
法による脂肪族ポリカーボネート樹脂の分解方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】最近、プラスチック廃棄物の処理が問題
となっている。処理方法としては焼却や埋め立てが主で
あるが、焼却は地球温暖化の促進、埋め立ては埋立地の
減少等の問題を抱え生物的分解処理が注目されている。
また脂肪族ポリカーボネート樹脂は次世代のプラスチッ
クとして種々の用途開発が進められており、近い将来現
在使用されているプラスチック同様廃棄物問題がクロー
ズアップされることが十分に予想される。
【0003】しかしながら、従来の技術においては脂肪
族ポリカーボネートをうさぎの腹中に埋め込んだ場合数
日間で消滅したという事実や、脂肪族ポリカーボネート
を乳化分散させた寒天培地上に生育し、該脂肪族ポリカ
ーボネート樹脂を分解する微生物の存在が示唆されてい
る報告もあるが、その微生物についてはその分離および
同定は行われていなかった。したがってこれまで脂肪族
ポリカーボネートおよびその廃棄物を生物的に分解処理
する技術の確立は皆無であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、脂肪族ポリ
カーボネート樹脂およびそれらを含むプラスチックを生
物学的に分解処理する方法を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、微生物学的手法
により優れた脂肪族ポリカーボネート樹脂分解活性を有
する一群の細菌を見いだし、これらの細菌を用いること
により、脂肪族ポリカーボネート樹脂が培地中で分解さ
れるという新規の知見を見い出し、本発明を完成するに
至った。即ち、本発明によれば、脂肪族ポリカーボネー
ト樹脂に、シュードモナス属に属する細菌を含む微生物
群を接触させ、分解することを特徴とする脂肪族ポリカ
ーボネート樹脂の分解方法が提供され、また、無機塩類
を含む培養液に、脂肪族ポリカーボネート樹脂とシュー
ドモナス属に属する細菌を含む微生物群を添加培養接触
させ、分解することを特徴とする脂肪族ポリカーボネー
ト樹脂の分解方法が提供され、特に、前記シュードモナ
ス属に属する細菌が、Pseudomonas pau
cimobilis(FERM P−14657)であ
ることを特徴とする前記脂肪族ポリカーボネート樹脂の
分解方法が提供され、更に、培養条件が、pH5〜9、
温度5〜37℃であることを特徴とする前記脂肪族ポリ
カーボネート樹脂の分解方法が提供される。
【0006】 [発明の詳細な説明]以下に、本発明をより具体的に説
明する。本発明は脂肪族ポリカーボネートの分解を、そ
の分解能を有する細菌により行わせることで、好気条件
下での脂肪族ポリカーボネートの分解処理を可能にする
ものである。脂肪族ポリカーボネート分解活性を有する
細菌は、シュードモナス属に属する細菌を含む微生物群
であり、その分離獲得は以下に示す方法により行った。
本発明者らは茨城県つくば市周辺の土壌、河川および湖
沼水を採用し、以下に詳述する操作を経て、脂肪族ポリ
カーボネートを分解する好気性細菌を分離獲得した。
【0007】まず、以下の表1に示す基本培地1リット
ル中に脂肪族ポリカーボネート(カルボジオール200
0:東亜合成製)1000mgを乳化分散せしめた液体
培地(培地A)を作成し10mlずつ試験管に分注し
た。続いて無菌箱中で、さきに採取した各サンプル1g
をそれぞれの試験管に添加し試験管を綿栓にて封じた。
これらの試験管を30℃で1週間培養した後、それぞれ
の試験管の培養液1mlを新たな培地Aが10ml入っ
ている試験管に移植した。この移植操作は5回すなわち
5週間行った。次に5回目の移植後1週間培養した培養
液を105〜107に無菌水で希釈し、その希釈液をそれ
ぞれ、培地A15mlに対して寒天1.5%を加えて作
成した直径90mmのシャーレ寒天培地に塗布した。こ
のシャーレを30℃の腐卵器中で一週間培養し、寒天培
地上に生育したコロニーの中でコロニーの周囲に透明域
を形成した物を脂肪族ポリカーボネート樹脂の分解菌株
とし、白金耳でコロニーを釣り上げることにより単離操
作を行った。
【0008】
【表1】 基本培地組成 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Na2MoO4・2H2O 0.5mg Na2WO4・2H2O 0.5mg MnSO4 0.5mg FeSO4・7H2O 10mg NaCl 10mg CaCl2・2H2O 20mg (NH4)2HPO4 1000mg MgSO4・7H2O 200mg K2HPO4 1600mg KH2PO4 200mg 界面活性剤 100mg 酵母エキス 100mg 蒸留水1L中 pH7.0 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【0009】次いで、単離された脂肪族ポリカーボネー
ト分解菌100株を培地Aに接種し一定期間培養を行
い、分解に基づく培地中の脂肪族ポリカーボネート量の
変化を調べたところ、優れた分解力を有するPC61と
いう菌株を得ることができた。その後上記菌株PC61
をブイヨン寒天培地に接種しコロニーを形成させ、得ら
れた各菌体の性状について顕微鏡での形態観察、グラム
染色性、生化学的性状を調べた。結果を以下の表2に示
す。
【0010】
【表2】
【0011】表2に示す結果をBERGY’S MAN
UAL OF DETERMINATIVE BACT
ERIOLOGY 8版等に参照したところ、菌株PC
61株はシュードモナス(Pseudomonas)属
に分類されるPseudomonas paucimo
bilis(FERM14657)であることが示され
た。
【0012】本発明で使用される菌株はシュードモナス
属として、Pseudomonaspaucimobi
lis PC61株(FERM14657)を含んだ微
生物群を用いることが望ましいが、上記菌株以外であっ
ても脂肪族ポリカーボネート分解能を有するPseud
omonas属の細菌であれば差障りはない。上記菌株
以外の例としては、シュードモナス・プチダ(Pseu
domonas putida)、シュードモナス・ア
ルギノーサ(Pseudomonasaeru)、シュ
ードモナス・アシドボランス(Pseudomonas
acidovorans)、シュードモナス・シュー
ドアルカリゲネス(Pseudomonas pseu
doalcaligenes)、シュードモナス・ベシ
キュラーリス(Pseudomonas vesicu
laris)、シュードモナス・ディミヌータ(Pse
udomonas diminut)、シュードモナス
・テストステロニ(Pseudomonas test
osteroni)等が挙げられる。
【0013】これらの菌株および微生物群は必要に応じ
て、凍結乾燥した粉末、粉末と各種ビタミンやミネラル
と必要な栄養源を混合した後打錠した錠剤、先に記した
基本培地中で生育培養させた培養液の形態で供給され
る。
【0014】本発明における培養において使用される基
本培地は、窒素源として例えば、硫酸アンモニウム、燐
酸アンモニウム、炭酸アンモニウム等が使用され、その
他無機塩として燐酸一カリウム、燐酸二カリウム、硫酸
マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸
第一鉄、モリブデン酸ナトリウム、タングステン酸ナト
リウムおよび硫酸マンガン等の通常利用される培養源が
使用され、そのpHは5.0〜9.0好ましくは6.0
〜8.0である。また、培養温度は5〜37℃、好まし
くは10℃〜30℃が望ましい。
【0015】本発明の方法により分解される脂肪族ポリ
カーボネート樹脂としては、ポリエチレンカーボネー
ト、ポリプロピレンカーボネート、ポリシクロヘキセン
カーボネート等の脂肪族ポリカーボネート樹脂およびそ
の誘導体、それらの共重合体等が挙げられる。これらの
単独あるいは2種以上の混合物、またはポリエチレンや
ポリスチレン等の一般樹脂やデンプン等の天然物あるい
は炭酸カルシウム等の無機物との混合物として用いられ
る。
【0016】本発明の脂肪族ポリカーボネートの生物学
的分解処理は、培養槽に先に示した基本培地、処理され
るべき脂肪族ポリカーボネート樹脂、上記菌株および菌
群を配合した粉末、錠剤、培養液を添加することで行わ
れることが望ましいが、上記菌株を活性汚泥に組み込ん
でも良い。なお基本培地に対する脂肪族ポリカーボネー
ト樹脂の投入量は0.01重量%〜10重量%が望まし
い。添加する微生物量は極少量であっても講わないが、
投入量は処理時間に影響を及ぼすために脂肪族ポリカー
ボネート樹脂投入量に対し0.01%以上が好ましい。
【0017】
【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明を更に詳細
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。5000mlの培養槽を持つジャーファーメンター
(丸菱バイオエンジニアリング製)に表1に示した基本
培地2000ml(滅菌済み、pH7)と凍結乾燥した
脂肪族ポリカーボネート樹脂分解菌株PC61(FER
M14657)の粉末20mgをそれぞれ添加し、30
℃で2日間培養した。その後脂肪族ポリカーボネート樹
脂(ポリエチレンカーボネート:エアープロダクト社
製)を100℃で熱プレスして作成したフィルム200
0mgを投入し、さらに数日間培養して分解に基づく重
量変化を調べた。ジャーファーメンターは各菌株につき
3基用意しそれぞれ2日、4日、6日後にフィルムを回
収し洗浄乾燥後重量を測定し、各菌による脂肪族ポリカ
ーボネートの分解挙動を評価した。結果を表3に示す。
表3に示すように培養槽中の脂肪族ポリカーボネート残
量は培養時間とともに減少し6日後にはほぼ消失した。
また同時に分解菌株を添加しない試験も行ったが、6日
後でもフィルムの重量減少は認められなかった。このよ
うに脂肪族ポリカーボネート分解菌PC61株を用いる
ことによって、脂肪族ポリカーボネートが生物的に分解
処理されたことが明らかとなった。
【0018】
【表3】
【0019】
【発明の効果】本発明の脂肪族ポリカーボネート樹脂の
分解方法は、脂肪族ポリカーボネート樹脂廃棄物の処理
方法として新規な処理方法であり、これまで既存の焼却
のように排ガスも生じず、埋め立て処理に比べて極めて
省時間な技術であり、廃棄物処理上極めて価値の高い方
法である。またコンポスト化施設で本発明の処理方法を
用いることにより、脂肪族ポリカーボネート樹脂を有機
酸等の有用物質や堆肥に転換することも可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩本 晃 茨城県つくば市東2丁目1番16号 大野 ハイツ101号 審査官 井出 隆一 (56)参考文献 特公 昭57−9354(JP,B2) 特公 昭54−44749(JP,B2)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 脂肪族ポリカーボネート樹脂に、シュー
    ドモナス属に属する細菌を含む微生物群を接触させ、分
    解することを特徴とする脂肪族ポリカーボネート樹脂の
    分解方法。
  2. 【請求項2】 無機塩類を含む培養液に、脂肪族ポリカ
    ーボネート樹脂とシュードモナス属に属する細菌を含む
    微生物群を添加培養接触させ、分解することを特徴とす
    る脂肪族ポリカーボネート樹脂の分解方法。
  3. 【請求項3】 前記シュードモナス属に属する細菌が、
    Pseudomonas paucimobilis
    (FERM P−14657)であることを特徴とする
    請求項1又は2記載の脂肪族ポリカーボネート樹脂の分
    解方法。
  4. 【請求項4】 培養条件が、pH5〜9、温度5〜37
    ℃であることを特徴とする請求項2又は3記載の脂肪族
    ポリカーボネート樹脂の分解方法。
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