JP3292987B2 - 微生物によるポリブチレンサクシネート系樹脂の分解方法 - Google Patents
微生物によるポリブチレンサクシネート系樹脂の分解方法Info
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- C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な生物学的処
理法によるポリブチレンサクシネート系樹脂の分解方法
に関する。
理法によるポリブチレンサクシネート系樹脂の分解方法
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
になっている。従来、プラスチック廃棄物の処理方法と
しては焼却や埋め立てが主であるが、焼却はダイオキシ
ンの発生、埋め立ては地下水汚染等の間題を抱え、生物
学的分解処理法が注目されている。また、ポリブチレン
サクシネート系樹脂などの生分解性プラスチックは次世
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と同様
に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。
になっている。従来、プラスチック廃棄物の処理方法と
しては焼却や埋め立てが主であるが、焼却はダイオキシ
ンの発生、埋め立ては地下水汚染等の間題を抱え、生物
学的分解処理法が注目されている。また、ポリブチレン
サクシネート系樹脂などの生分解性プラスチックは次世
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と同様
に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】ポリブチレンサクシネート系樹脂は、耐熱
性や機械的特性の優れた生分解性プフスチックであり、
フィルムや繊維、容器、発泡体などに成形加工され、生
ゴミ袋、釣り糸、植生ネット、不織布、文房具、梱包剤
などに広く応用されている。ポリブチレンサクシネート
系樹脂は、安価な１，４-ブタンジオールとコハク酸の
モノマーから合成できるので、環境分解が困難である汎
用プラスチックに代わる生分解性プラスチックの素材と
して注目されている。ポリブチレンサクシネート系樹脂
はその構成モノマーである１，４-ブタンジオールとコ
ハク酸の他に、５〜１５モル％程度のアジピン酸のよう
な脂肪族二塩基酸やエチレングリコールなどのジオール
類が共重合成分として含む場合がある。また、ポリブチ
レンサクシネート系樹脂は５〜１５モル％程度カーボネ
ート結合を含むことがある。
性や機械的特性の優れた生分解性プフスチックであり、
フィルムや繊維、容器、発泡体などに成形加工され、生
ゴミ袋、釣り糸、植生ネット、不織布、文房具、梱包剤
などに広く応用されている。ポリブチレンサクシネート
系樹脂は、安価な１，４-ブタンジオールとコハク酸の
モノマーから合成できるので、環境分解が困難である汎
用プラスチックに代わる生分解性プラスチックの素材と
して注目されている。ポリブチレンサクシネート系樹脂
はその構成モノマーである１，４-ブタンジオールとコ
ハク酸の他に、５〜１５モル％程度のアジピン酸のよう
な脂肪族二塩基酸やエチレングリコールなどのジオール
類が共重合成分として含む場合がある。また、ポリブチ
レンサクシネート系樹脂は５〜１５モル％程度カーボネ
ート結合を含むことがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ポリブチレンサクシネ
ート系樹脂は酵素によって加水分解が促進されることが
知られている。しかしながら、これまでポリブチレンサ
クシネート系樹脂およびその廃棄物を直接生物学的に分
解処理するための微生物およびその微生物による分解方
法技術は、放線菌Amycolatopsis mediterranei（FERM P
-14921)、Actinomadura viridis(FERM P-16247)、および
これらの菌を用いた分解に限定されている。そこで、本
発明はポリブチレンサクシネート系樹脂を直接生物学的
に分解処理する方法を提供することをその課題とする。
ート系樹脂は酵素によって加水分解が促進されることが
知られている。しかしながら、これまでポリブチレンサ
クシネート系樹脂およびその廃棄物を直接生物学的に分
解処理するための微生物およびその微生物による分解方
法技術は、放線菌Amycolatopsis mediterranei（FERM P
-14921)、Actinomadura viridis(FERM P-16247)、および
これらの菌を用いた分解に限定されている。そこで、本
発明はポリブチレンサクシネート系樹脂を直接生物学的
に分解処理する方法を提供することをその課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリブチレンサク
シネート系樹脂に対して高い分解活性を有する放線菌を
見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明によ
れば、ポリブチレンサクシネート系樹脂をミクロビスポ
ラ属に属する放線菌で分解することを特徴とするポリブ
チレンサクシネート系樹脂の分解方法が提供される。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリブチレンサク
シネート系樹脂に対して高い分解活性を有する放線菌を
見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明によ
れば、ポリブチレンサクシネート系樹脂をミクロビスポ
ラ属に属する放線菌で分解することを特徴とするポリブ
チレンサクシネート系樹脂の分解方法が提供される。
【０００６】本明細書で言うポリブチレンサクシネート
系樹脂とは、その主鎖中に１，４−ブタンジオールとコ
ハク酸とで形成されるエステル結合（ブチレンサクシネ
ート結合）を含む樹脂を意味し、そのブチレンサクシネ
ート結合の主鎖中の割合は、８５モル％以上、好ましく
は９５モル％以上である。このようなポリブチレンサク
シネート系樹脂には、１，４−ブタンジオール／コハク
酸からなるポリエステルの他、１，４−ブタンジオール
及びコハク酸成分の他に、他のモノマー成分、例えば、
アジピン酸等の脂肪族二塩基酸やエチレングリコール等
のジオールを含むモノマー混合物から形成された脂肪族
共重合ポリエステル、ポリブチレンサクシネートに他の
脂肪族ポリエステルや芳香族ポリエステルをブロック共
重合させたポリエステル、前記ポリブチレンサクシネー
ト系樹脂のブレンド体及び前記ポリブチレンサクシネー
ト系樹脂と他のポリマーとのブレンド体等が包含され
る。また、本発明で用いるポリブチレンサクシネート系
樹脂には、カーボネート結合をその主鎖中に５〜１５モ
ル％程度含有するものも包含される。前記ブロック共重
合及びブレンド体において、そのポリブチレンサクシネ
ート系樹脂の割合は、重量比率で４０〜９５％、好まし
くは５０〜８５％である。
系樹脂とは、その主鎖中に１，４−ブタンジオールとコ
ハク酸とで形成されるエステル結合（ブチレンサクシネ
ート結合）を含む樹脂を意味し、そのブチレンサクシネ
ート結合の主鎖中の割合は、８５モル％以上、好ましく
は９５モル％以上である。このようなポリブチレンサク
シネート系樹脂には、１，４−ブタンジオール／コハク
酸からなるポリエステルの他、１，４−ブタンジオール
及びコハク酸成分の他に、他のモノマー成分、例えば、
アジピン酸等の脂肪族二塩基酸やエチレングリコール等
のジオールを含むモノマー混合物から形成された脂肪族
共重合ポリエステル、ポリブチレンサクシネートに他の
脂肪族ポリエステルや芳香族ポリエステルをブロック共
重合させたポリエステル、前記ポリブチレンサクシネー
ト系樹脂のブレンド体及び前記ポリブチレンサクシネー
ト系樹脂と他のポリマーとのブレンド体等が包含され
る。また、本発明で用いるポリブチレンサクシネート系
樹脂には、カーボネート結合をその主鎖中に５〜１５モ
ル％程度含有するものも包含される。前記ブロック共重
合及びブレンド体において、そのポリブチレンサクシネ
ート系樹脂の割合は、重量比率で４０〜９５％、好まし
くは５０〜８５％である。
【０００７】本発明で被処理原料として用いる前記ポリ
ブチレンサクシネート系樹脂の形態は、粉体、溶液、分
散液の他、各種成形品（容器、トレー、ブロック、繊維
等）等であることができ、特に制約されない。
ブチレンサクシネート系樹脂の形態は、粉体、溶液、分
散液の他、各種成形品（容器、トレー、ブロック、繊維
等）等であることができ、特に制約されない。
【０００８】本発明によりポリブチレンサクシネート系
樹脂（以下、単に樹脂とも言う）を分解させるには、そ
の樹脂を、ミクロビスポラ属に属する放線菌を用い、好
気条件下、２０〜７０℃で分解処理すればよい。本発明
では、その放線菌としては、特に、ミクロビスポラ・ロ
ゼアの使用が好ましい。
樹脂（以下、単に樹脂とも言う）を分解させるには、そ
の樹脂を、ミクロビスポラ属に属する放線菌を用い、好
気条件下、２０〜７０℃で分解処理すればよい。本発明
では、その放線菌としては、特に、ミクロビスポラ・ロ
ゼアの使用が好ましい。
【０００９】本発明で使用される菌株は、ミクロビスポ
ラ属とし、ポリブチレンサクシネート系樹脂を処理する
ために、ミクロビスポラ属の菌株ミクロビスポラ・ロゼ
ア・サブスペイシーズ・アエラータ（Microbispora ros
ea subsp aerata）ＩＦＯ１４０４６株、ミクロビスポ
ラ・ロゼア・サブスペイシーズ・アエラータ（Microbis
pora rosea subsp aerata）ＩＦＯ １４０４７株の中
から１株以上または前記の菌株を一種以上含んだ微生物
群を用いることが望ましい。
ラ属とし、ポリブチレンサクシネート系樹脂を処理する
ために、ミクロビスポラ属の菌株ミクロビスポラ・ロゼ
ア・サブスペイシーズ・アエラータ（Microbispora ros
ea subsp aerata）ＩＦＯ１４０４６株、ミクロビスポ
ラ・ロゼア・サブスペイシーズ・アエラータ（Microbis
pora rosea subsp aerata）ＩＦＯ １４０４７株の中
から１株以上または前記の菌株を一種以上含んだ微生物
群を用いることが望ましい。
【００１０】本菌株または本菌株を含む微生物群は、当
該微生物の培養に好適な基本培地、例えば窒素源を含む
無機塩類培地に酵母エキス５０〜５００ｐｐｍを添加し
た媒体中で生育培養させた培養液、凍結乾燥した粉末、
その粉末と各種ビタミンやミネラル、必要な栄養源、例
えば酵母エキス、カザミノ酸、ペプトン等を配合した後
打錠した錠剤等の形態で樹脂の処理に供される。
該微生物の培養に好適な基本培地、例えば窒素源を含む
無機塩類培地に酵母エキス５０〜５００ｐｐｍを添加し
た媒体中で生育培養させた培養液、凍結乾燥した粉末、
その粉末と各種ビタミンやミネラル、必要な栄養源、例
えば酵母エキス、カザミノ酸、ペプトン等を配合した後
打錠した錠剤等の形態で樹脂の処理に供される。
【００１１】本発明における微生物の培養において使用
される基本培地は、無機塩類を含む。この場合、窒素源
として、例えば、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウ
ム、炭酸アンモニウム等が使用され、その他の無機塩と
してリン酸−カリウム、リン酸二カリウム、硫酸マグネ
シウム、塩化ナトリウム、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る。また、少量
の酵母エキス、カザミノ酸、ペプトン、マルトエキス等
の添加が有効な場合がある。樹脂を分散させるために、
界面活性剤であるオクチルグルコシドやプライサーフ
（第一工業製薬）を使用してもよい。培地のｐＨは４．
０〜１０．０であり、好ましく５．０〜８．０である。
また、培養温度は２０〜７０℃であり、好ましくは４０
〜５５℃である。
される基本培地は、無機塩類を含む。この場合、窒素源
として、例えば、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウ
ム、炭酸アンモニウム等が使用され、その他の無機塩と
してリン酸−カリウム、リン酸二カリウム、硫酸マグネ
シウム、塩化ナトリウム、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る。また、少量
の酵母エキス、カザミノ酸、ペプトン、マルトエキス等
の添加が有効な場合がある。樹脂を分散させるために、
界面活性剤であるオクチルグルコシドやプライサーフ
（第一工業製薬）を使用してもよい。培地のｐＨは４．
０〜１０．０であり、好ましく５．０〜８．０である。
また、培養温度は２０〜７０℃であり、好ましくは４０
〜５５℃である。
【００１２】本発明のポリブチレンサクシネート系樹脂
の生物学的分解処理は、培養槽に先に示した基本培地、
処理されるべき樹脂を添加し、上記菌株及び菌株を配合
した粉末、錠剤又は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およびコンポスト
に組み込んでも良い。なお、基本培地に対する樹脂の投
入量は、０．０１〜１０％が望ましい。添加する微生物
量は極少量であっても構わないが、投入量が処理時間に
影響を及ぼさないために樹脂に対して０．０１％以上が
好ましい。
の生物学的分解処理は、培養槽に先に示した基本培地、
処理されるべき樹脂を添加し、上記菌株及び菌株を配合
した粉末、錠剤又は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およびコンポスト
に組み込んでも良い。なお、基本培地に対する樹脂の投
入量は、０．０１〜１０％が望ましい。添加する微生物
量は極少量であっても構わないが、投入量が処理時間に
影響を及ぼさないために樹脂に対して０．０１％以上が
好ましい。
【００１３】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
する。
【００１４】実施例１ 表１の基本培地に０．１％のポリブチレンサクシネート
樹脂（数平均分子量Ｍｎ：３．５０×１０4）を乳白色
に分散させて調製した寒天平板培地に、ミクロビスポラ
・ロゼア・サブスペイシーズ・アエラータ ＩＦＯ １
４０４６株およびミクロビスポラ・ロゼア・サブスペイ
シーズ・アエラータ １ＦＯ １４０４７株を植種し、
それぞれを５０℃と４５℃で培養を行った。その結果、
ミクロビスボラ・ロゼア・サブスペイシーズ・アエラー
タ ＩＦＯ １４０４６株は培養３日目でコロニーを形
成し、培養４日目には乳白色に分散していたポリブチレ
ンサクシネートを分解してコロニーの周囲に明確な透明
域を形成した。また、ミクロビスポラ・ロゼア・サブス
ペイシーズ・アエラータ ＩＦＯ １４０４７株は、培
養７日日でコロニーを形成し，培養１０日目で乳白色に
分散していたポリブチレンサクシネートを分解してコロ
ニーの周囲に明確な透明域を形成した。その他の種々の
放線菌を同じ寒天培地に植種し、４５℃または５０℃で
生育させても、生育したコロニーの周囲に透朋域を形成
しなかった。
樹脂（数平均分子量Ｍｎ：３．５０×１０4）を乳白色
に分散させて調製した寒天平板培地に、ミクロビスポラ
・ロゼア・サブスペイシーズ・アエラータ ＩＦＯ １
４０４６株およびミクロビスポラ・ロゼア・サブスペイ
シーズ・アエラータ １ＦＯ １４０４７株を植種し、
それぞれを５０℃と４５℃で培養を行った。その結果、
ミクロビスボラ・ロゼア・サブスペイシーズ・アエラー
タ ＩＦＯ １４０４６株は培養３日目でコロニーを形
成し、培養４日目には乳白色に分散していたポリブチレ
ンサクシネートを分解してコロニーの周囲に明確な透明
域を形成した。また、ミクロビスポラ・ロゼア・サブス
ペイシーズ・アエラータ ＩＦＯ １４０４７株は、培
養７日日でコロニーを形成し，培養１０日目で乳白色に
分散していたポリブチレンサクシネートを分解してコロ
ニーの周囲に明確な透明域を形成した。その他の種々の
放線菌を同じ寒天培地に植種し、４５℃または５０℃で
生育させても、生育したコロニーの周囲に透朋域を形成
しなかった。
【００１５】
【表１】
【００１６】実施例２ 表１の基本培地１００ｍｌに対し、厚さ３０ミクロン程
度のフィルムに加工したポリブチレンサクシネート樹脂
（Ｍｎ：３．５０×１０4）のフィルムを炭素源として
１００ｍｇ添加したものを用意し、ミクロビスポラ・ロ
ゼア・サブスペイシーズ・アエラータ ＩＦＯ １４０
４６株を接種、５０℃で、ポリブチレンサクシネート樹
脂のフィルムを、１８０ｒｐｍ回転型振とう機で培養し
た。ポリブチレンサクシネート樹脂フィルムの分解に伴
う、ポリブチレンサクシネート樹脂の回収重量（クロロ
ホルム抽出）の変化を測定した。その結果、菌株を植菌
しないコントロールが培養前後で重量が僅かしか変化し
なかったのに比べ、ポリブチレンサクシネート樹脂の回
収重量は、培養２日目で１７％、培養４日間で３１％、
培養６日間で４６％、培養８日間で５０％、培養１０日
目で５５％減少した。培養期間１４日間でポリブチレン
サクシネート系樹脂の５５％が分解された。以上のこと
から、菌株ミクロビスポラ・ロゼア・サブスペイシーズ
・アエラータ ＩＦＯ １４０４６株およびミクロビス
ボラ・ロゼア・サブスベイシーズ・アエラータ ＩＦＯ
１４０４７株は高分子のポリブチレンサクシネート樹
脂を分解できることが明らかとなった。
度のフィルムに加工したポリブチレンサクシネート樹脂
（Ｍｎ：３．５０×１０4）のフィルムを炭素源として
１００ｍｇ添加したものを用意し、ミクロビスポラ・ロ
ゼア・サブスペイシーズ・アエラータ ＩＦＯ １４０
４６株を接種、５０℃で、ポリブチレンサクシネート樹
脂のフィルムを、１８０ｒｐｍ回転型振とう機で培養し
た。ポリブチレンサクシネート樹脂フィルムの分解に伴
う、ポリブチレンサクシネート樹脂の回収重量（クロロ
ホルム抽出）の変化を測定した。その結果、菌株を植菌
しないコントロールが培養前後で重量が僅かしか変化し
なかったのに比べ、ポリブチレンサクシネート樹脂の回
収重量は、培養２日目で１７％、培養４日間で３１％、
培養６日間で４６％、培養８日間で５０％、培養１０日
目で５５％減少した。培養期間１４日間でポリブチレン
サクシネート系樹脂の５５％が分解された。以上のこと
から、菌株ミクロビスポラ・ロゼア・サブスペイシーズ
・アエラータ ＩＦＯ １４０４６株およびミクロビス
ボラ・ロゼア・サブスベイシーズ・アエラータ ＩＦＯ
１４０４７株は高分子のポリブチレンサクシネート樹
脂を分解できることが明らかとなった。
【００１７】
【発明の効果】本発明のポリブチレンサクシネート系樹
脂の分解方法は、ポリブチレンサクシネート系樹脂を含
む廃棄物の処理方法として適用され、これまでの焼却処
理のように有害な排ガスも生じず、埋立処理に比べても
極めて短い時間で処理できる技術であり、廃棄物処理上
で極め、価値の高い方法である。また、比較的温度が高
いバイオリアクターやコンポスト（堆肥）化施設で本発
明の処理方法を用いることにより、ポリブチレンサクシ
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
も可能である。
脂の分解方法は、ポリブチレンサクシネート系樹脂を含
む廃棄物の処理方法として適用され、これまでの焼却処
理のように有害な排ガスも生じず、埋立処理に比べても
極めて短い時間で処理できる技術であり、廃棄物処理上
で極め、価値の高い方法である。また、比較的温度が高
いバイオリアクターやコンポスト（堆肥）化施設で本発
明の処理方法を用いることにより、ポリブチレンサクシ
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
も可能である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08J 3/00 - 3/28 C08J 7/00 - 7/02 C08J 7/12 - 7/18 C08J 11/00 - 11/28 C08G 63/00 - 63/91 C08L 67/00 - 67/08 C12N 1/00 - 7/08
Claims (2)
- 【請求項１】 ポリブチレンサクシネート系樹脂をミク
ロビスポラ属に属する放線菌で分解することを特徴とす
るポリブチレンサクシネート系樹脂分解方法。 - 【請求項２】 放線菌がミクロビスポラ・ロゼア菌であ
ることを特徴とする請求項１記載のポリブチレンサクシ
ネート系樹脂の分解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000038317A JP3292987B2 (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | 微生物によるポリブチレンサクシネート系樹脂の分解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000038317A JP3292987B2 (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | 微生物によるポリブチレンサクシネート系樹脂の分解方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001226518A JP2001226518A (ja) | 2001-08-21 |
| JP3292987B2 true JP3292987B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=18562076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000038317A Expired - Lifetime JP3292987B2 (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | 微生物によるポリブチレンサクシネート系樹脂の分解方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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-
2000
- 2000-02-16 JP JP2000038317A patent/JP3292987B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001226518A (ja) | 2001-08-21 |
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