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JP4021370B2 - Polyurethane decomposition method - Google Patents
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    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

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  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、様々な工業製品等に含まれるポリウレタンを分解処理する際に適用されるポリウレタン分解方法及びポリウレタン分解剤、並びに、ポリウレタン含有廃棄物を分解処理する際に適用されるポリウレタン含有廃棄物処理方法及びポリウレタン含有廃棄物処理剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
ポリウレタンは、主鎖中にウレタン結合(-NHCOO-)を有する高分子物質の総称であり、ポリオールとポリイソシアネートとの付加重合により合成されるものである。ポリウレタンは、ポリオールの種類によってエステル型ポリウレタンとエーテル型ポリウレタンとに大別される。
【0003】
また、ポリウレタンは、例えば、自動車等のシート、衣類の繊維、靴のクッション、接着剤及び塗料等の工業製品に広く使用されている。ポリウレタンを含む工業製品の製造過程、或いは、不要となった工業製品自体は、ポリウレタン含有廃棄物として何らかの処理を経なければならない。例えば、ポリウレタン含有廃棄物は、焼却処理、化学的分解処理或いは生分解処理等によって減容化され、最終的に廃棄される。なかでも生分解処理は、焼却処理を行う場合に問題となる大気汚染や、化学的分解処理を行う場合に問題となる高コストの問題を解決する手法として注目を浴びている。
【0004】
ポリウレタンの生分解処理としては、一般に、エステル型ポリウレタンがエーテル型ポリウレタンと比較して容易に分解されうることから、エステル型ポリウレタンを対象として所定の菌を用いて行っている。例えば、特許文献1及び特許文献2には、細菌が生産する酵素(エステラーゼ)が、エステル型ポリウレタンのエステル結合を切断し、分解する技術(微生物、酵素)が開示されている。特許文献3には、プラスチックの生分解性簡易測定法として、ラッカーゼを含む酵素を利用する方法が開示されている。
【0005】
なお、エーテル型ポリウレタンは、分子中にエーテル結合やウレタン結合といった自然界にはあまり存在していない結合を有しているため、難分解性であることが知られている。エーテル型ポリウレタンを生分解処理するための有効な方法としては特に知られていないのが現状である。
【0006】
【特許文献1】
特開平9-201192号公報
【特許文献2】
特開平9-224664号公報
【特許文献3】
特開2002-58500号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上述したような実状に鑑み、ポリウレタンを効率よく分解できるポリウレタン分解方法及び分解剤、並びに、ポリウレタン含有廃棄物処理方法及び処理剤を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明者が鋭意検討した結果、メディエーターと不飽和脂肪酸との存在下において酵素によるポリウレタンが分解されることを見いだし、さらに脂肪酸を添加することでその分解が効率よく進行することを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、本発明は以下を包含する。
(1)酵素と 1- ヒドロキシベンゾトリアゾール、ビオルリン、 2,2 - アジノ - ビス (3- エチルベンゾチアゾリン -6- スルホン酸 ) 二アンモニウム、 1- ニトロソ -2- ナフトール -3,6- ジスルホン酸ナトリウム及び 4- ヒドロキシ安息香酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のメディエーターと不飽和脂肪酸との存在下で、ポリウレタンを分解することを特徴とするポリウレタン分解方法。
(2)酵素と 1- ヒドロキシベンゾトリアゾール、ビオルリン、 2,2 - アジノ - ビス (3- エチルベンゾチアゾリン -6- スルホン酸 ) 二アンモニウム、 1- ニトロソ -2- ナフトール -3,6- ジスルホン酸ナトリウム及び 4- ヒドロキシ安息香酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のメディエーターと不飽和脂肪酸とを主成分とするポリウレタン分解剤。
【0010】
ここで、酵素としては例えば、ラッカーゼを用いることができる。すなわち、ラッカーゼ及び1-ヒドロキシベンゾトリアゾール等の存在下でポリウレタンを分解することができる。また、上記方法及び分解剤は、エーテル型ポリウレタンに対して優れた分解効率を示す。
また、反応系に不飽和脂肪酸を共存させることで、ポリウレタンの分解効率を顕著に向上させることができる。
【0011】
さらに、上記(1)及び(2)を適用することによって、廃棄物に含有されているポリウレタンを分解処理することもできる。すなわち、本発明は、酵素と 1- ヒドロキシベンゾトリアゾール、ビオルリン、 2,2 - アジノ - ビス (3- エチルベンゾチアゾリン -6- スルホン酸 ) 二アンモニウム、 1- ニトロソ -2- ナフトール -3,6- ジスルホン酸ナトリウム及び 4- ヒドロキシ安息香酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のメディエーターと不飽和脂肪酸との存在下で、ポリウレタンを分解することを特徴とするポリウレタン含有廃棄物処理方法、及び酵素と 1- ヒドロキシベンゾトリアゾール、ビオルリン、 2,2 - アジノ - ビス (3- エチルベンゾチアゾリン -6- スルホン酸 ) 二アンモニウム、 1- ニトロソ -2- ナフトール -3,6- ジスルホン酸ナトリウム及び 4- ヒドロキシ安息香酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のメディエーターと不飽和脂肪酸とを主成分とするポリウレタン含有廃棄物処理剤を包含している。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係るポリウレタン分解方法(以下、単にポリウレタン分解方法と呼ぶ)は、酵素及びメディエーターの存在下で、ポリウレタンを含有する対象物を処理する方法である。
【0013】
ポリウレタン分解方法においては、酵素として、ラッカーゼを使用することができる。ラッカーゼ以外の酵素としては、例えば、マンガンペルオキシダーゼ、西洋ワサビペルオキシダーゼ及びリポキシゲナーゼを使用することができる。
【0014】
ラッカーゼ(Laccase)としては、ベンゼンジオールを1,2-ベンゾキノンと水に分解する反応を触媒する機能を有する限り、由来、精製度等に限定されない。すなわち、ポリウレタン分解方法においては、各種微生物由来のラッカーゼ、菌類由来のラッカーゼ、ウルシ由来のラッカーゼ等を使用することができる。
【0015】
ポリウレタンの分解方法において、ラッカーゼを用いる場合、例えば、ラッカーゼ濃度を1〜300U/ml、好ましくは1〜150U/ml、より好ましくは、1〜20U/mlとする。
【0016】
また、ポリウレタン分解方法においては、メディエーターとして、1-ヒドロキシベンゾトリアゾールを使用することができる。1-ヒドロキシベンゾトリアゾール以外のメディエーターとしては、1-ヒドロキシベンゾトリアゾールを使用することができる。またメディエーターとして、例えば、ビオルリン(Violuric acid:VAと略称する場合もある)、2,2’-アジノ-ビス(3-エチルベンゾチアゾリン-6-スルホン酸)二アンモニウム(ABTSと略称する場合もある)、1-ニトロソ-2-ナフトール-3,6-ジスルホン酸ナトリウム(NNDSと略称する場合もある)及び4-ヒドロキシ安息香酸(4HBAと略称する場合もある)を例示できる。これらメディエーターは、単独で用いても良いし、複数を組み合わせて用いても良い。
【0017】
ポリウレタン分解方法において、1-ヒドロキシベンゾトリアゾールを使用する場合、1-ヒドロキシベンゾトリアゾールの濃度を1〜10mMとするのが好ましく、1〜2mMとすることがより好ましい。
【0018】
さらに、ポリウレタン分解方法においては、酵素及びメディエーターの他に、不飽和脂肪酸を存在させ、ポリウレタンを含有する分解対象を処理することもできる。不飽和脂肪酸を存在させて処理することによって、ポリウレタンの分解開始時期を遅延させることができ且つポリウレタンの分解効率を向上させることができる。
【0019】
不飽和脂肪酸としては、リノール酸、リノレン酸及びオレイン酸を挙げることができる。これら不飽和脂肪酸は、単独で用いても良いし、複数を組み合わせて用いても良い。
【0020】
一方、ポリウレタン分解方法では、ポリウレタンを含むものであれば如何なるものも対象物とすることができる。具体的に対象物としては、ポリウレタンを用いて製造された各種工業製品又はその廃棄物、或いは、当該工業製品及び廃棄物を前処理した処理物を挙げることができる。工業製品としては、例えば、自動車等のシート、衣類の繊維、靴のクッション、接着剤及び塗料等を挙げることができる。前処理としては、具体的に、工業製品等の対象物をシュレッダー等により粉砕する処理、加熱処理、加熱・加湿処理、光照射処理、光照射・加湿処理等を挙げることができる。
【0021】
ポリウレタン分解方法では、対象物を、上述した酵素及びメディエーターを含む反応系に接触させることで、当該対象物に含まれるポリウレタンを分解することができる。ここで、ポリウレタン分解方法においては、ポリウレタンとして如何なるモノマー成分を有するポリウレタンをも分解することができるが、特に、分子中にエーテル結合を有するエーテル型ポリウレタンを効率よく分解することができる。
【0022】
反応系は、例えば、酵素及びメディエーター並びに不飽和脂肪酸等のその他の成分を、適当な緩衝液等に混合することによって調製することができる。調製した反応系に対象物を接触させる際には、反応系に対象物を浸漬するだけでもよいし、反応系に対象物が浸漬した状態で攪拌してもよい。
【0023】
このとき、反応系の温度は、30〜80℃、好ましくは30〜50℃、より好ましくは30〜35℃の範囲に維持することが好ましい。また、反応系のpHは、3.0〜6.0、好ましくは4.0〜4.5の範囲に維持することが好ましい。さらに、反応系に含まれる対象物の割合は、5〜50g/L、好ましくは5〜10g/Lの範囲に維持することが好ましい。また、反応時間は、72〜120時間、好ましくは72時間程度で各成分の追加又は新しい反応液に移す等の処理をすることが好ましい。
【0024】
以上のようなポリウレタン分解方法によれば、対象物に含まれるポリウレタンを効率よく分解することができる。特に、ポリウレタン分解方法によれば、エーテル型ポリウレタンを効率よく分解することができる。また、反応系にリノール酸を加えた場合には、対象物に含まれるポリウレタン分解反応を遅延させることができ且つ分解効率を向上させることができる。
【0025】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。
実験例1〕
先ず、以下の組成の反応液を調製した。反応液の組成は、10mM酒石酸ナトリウムバッファー(pH4.5)、0.05% Tween20、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(以下、HBT)を添加する時は1mMのHBT、リノール酸を添加する時は9mMのリノール酸、ラッカーゼを添加する時は10Uのラッカーゼとした。
【0026】
次に、50ml容チューブに反応液10mlを満たし、ポリウレタンシート(5cm×2cm)を約25mg添加した。そして、35℃、5日間浸盪し、反応させた。反応終了後、シートを取り出し、よく洗浄し、80℃で8時間乾燥させた後、重量を測定した。
【0027】
結果を図1に示す。なお、図1における「Lac」は反応液中にラッカーゼを含み、HBT及びリノール酸を含まないサンプルを用いた結果であり、「Lac/HBT」は反応液中にラッカーゼ及びHBTを含み、リノール酸を含まないサンプルを用いた結果であり、「Lac/HBT/LA」は反応液中にラッカーゼ、HBT及びリノール酸を含むサンプルを用いた結果であり、「control」は反応液中にラッカーゼを含まず、HBT及びリノール酸を含むサンプルを用いた結果である。また、図1における縦軸はポリウレタンシートの重量減少率を示している。
【0028】
図1から判るように、ラッカーゼを添加しただけでは、分解反応は進行しないが、HBTを添加すると6%の分解率を示した。また、さらにリノール酸を添加すると逆に分解反応は進まなかった。
【0029】
実験例2〕
実験例2では、ポリウレタンシート(5cm×2cm)の代わりにポリウレタンテストピース(1cm角)約50mgを用いた以外は実験例1と同様にして分解反応を行った。
結果を図2に示す。なお、図2における「Lac(10U)/HBT」は反応液中にラッカーゼ及びHBTを含み、リノール酸を含まないサンプルを用いた結果であり、「Lac(10U)/HBT/LA」は反応液中にラッカーゼ、HBT及びリノール酸を含むサンプルを用いた結果であり、「control」は反応液中にラッカーゼを含まず、HBT及びリノール酸を含むサンプルを用いた結果である。また、図2における縦軸はポリウレタンテストピースの重量減少率を示している。
【0030】
図2から判るように、ポリウレタンテストピースを対象物とした場合であっても、ラッカーゼを添加しただけでは分解反応は進行せず、HBTを添加すると3.5%の分解率を示した。また、さらにリノール酸を添加すると逆に分解反応は進まなかった。
【0031】
実験例3〕
実験例3では、ラッカーゼの至適濃度及びメディエーターの種類について検討した。
先ず、10mMの酒石酸ナトリウムバッファー(pH4.5)、0.05%のTween20、1mMの評価対象メディエーター、リノール酸を添加する時は9mMのリノール酸及び所定の濃度のラッカーゼを混合して各種反応液を調製した。評価対象メディエーターとしては、HBT、4-ヒドロキシ安息香酸(以下、HBA)、ベラトリルアルコール(以下、VA)、フェノール(以下、PHE)、メチオニン(以下、MET)、システイン(以下、CYC)を用いた。また、ラッカーゼの濃度としては、0.5%、5%或いは50%とした。
【0032】
調製した各種反応液を用いて実験例2と同様にして分解反応を行い、ポリウレタンテストピースの重量変化を測定した。その結果を図3に示す。なお、図3において「Lac」は反応液にラッカーゼを含み、メディエーター及びリノール酸を含まないサンプルを用いた結果を示し、「Lac」は反応液にラッカーゼを含み、メディエーター及びリノール酸を含まないサンプルを用いた結果を示し、「Lac/HBT」は反応液中にラッカーゼ及びHBTを含み、リノール酸を含まないサンプルを用いた結果であり、「Lac/LA/HBT」は反応液中にラッカーゼ、HBT及びリノール酸を含むサンプルを用いた結果である。また、HBTの代わりに、HBA、VA、PHE、MET又はCYCを用いたサンプルは、それぞれ「Lac/LA/HBA」、「Lac/LA/VA」、「Lac/LA/PHE」、「Lac/LA/MET」及び「Lac/LA/CYC」として図3に表記した。また、図3において縦軸は、ポリウレタンテストピースの重量変化率を示している。
【0033】
図3から判るように、メディエーターとしてHBTを添加すると重量減少が観察されたが、HBA、VA、PHE、MET又はCYCをメディエーターとして添加した場合には重量減少は見られなかった。一方、図3から判るように、メディエーターとしてHBTを添加してラッカーゼを0.5%又は5%添加した場合、それぞれ4.9%及び5.2%の重量減少を示した。これに対して、メディエーターとしてHBTを添加してラッカーゼを50%添加した場合には、ほとんど分解は認められなかった。また、さらにリノール酸を添加した場合、いずれの場合も分解反応は進まなかった。以上の結果より、ポリウレタンの分解には、HBTの存在下で50%未満のラッカーゼを用いて処理することが好ましいことが明らかとなった。
【0034】
実施例1
実施例1では、リノール酸を添加することでポリウレタン分解反応の分解効率を向上できることを検証した。
先ず、10mMの酒石酸ナトリウムバッファー(pH4.5)、0.05%のTween20、HBTを添加する時は1mMのHBT、リノール酸を添加する時は9mMのリノール酸及び0.5%のラッカーゼを混合して各種反応液を調製した。
【0035】
次に、予め重量を測定した36個(後述する重量測定の回数(12回)×3)個のポリウレタンテストピースを準備し、調製した各種反応液が入った反応チューブにポリウレタンテストピースを1個ずつ入れ、30℃で浸盪しながら反応させた。このとき、5日毎にポリウレタンテストピースを取り出し、洗浄せずに、新しい反応液を用いて引き続き30℃で浸盪しながら反応させた。
【0036】
反応を36日間行い、1、4、6、8、11、14、18、22、26、29、32及び36日目で、反応液中のポリウレタンテストピースを3個ずつ取り出し、よく洗浄し80℃で8時間乾燥させた後にその重量を測定した。
【0037】
重量測定の結果から算出される重量変化率の経時的推移を図4に示す。なお、図4において、「Lac」は反応液にラッカーゼを含み、メディエーター及びリノール酸を含まないサンプルを用いた結果を示し、「Lac/HBT」は反応液中にラッカーゼ及びHBTを含み、リノール酸を含まないサンプルを用いた結果であり、「Lac/LA/HBT」は反応液中にラッカーゼ、HBT及びリノール酸を含むサンプルを用いた結果である。また、図4において縦軸は重量変化率を示している。
【0038】
図4から判るように、ラッカーゼを添加しただけでは、分解反応は進行しないが、HBTを添加すると重量減少が反応開始直後から観察された。具体的には、HBTを添加した場合には、反応開始から4日間で4%の重量減少が認められ、その後14日間までで10%の重量減少を示した。これに対して、HBT及びリノール酸を添加した場合には、反応開始から6日間は全く重量減少が観察されないが、それ以後、分解が促進され、14日間で13%の重量減少を示した。さらに、HBT及びリノール酸を添加した場合には、HBTのみを添加した場合と比較して、より大幅な重量減少が見られた。具体的には、36日目において、HBTのみを添加した場合には18%の重量減少を示したのに対して、HBT及びリノール酸を添加した場合には80%の重量減少を示した。
【0039】
これらの結果から、ラッカーゼ、HBT及びリノール酸を含む反応液によれば、ポリウレタン分解反応を遅延させることができ、且つ、ポリウレタン分解効率を向上させられることが明らかとなった。
【0040】
実施例2
実施例2では、ラッカーゼ、リノール酸、HBTを反応液に追添加することでポリウレタンの分解効率を向上できることを検証した。
先ず、10mMの酒石酸ナトリウムバッファー(pH4.5)、0.05%のTween20、HBTを添加する時は1mMのHBT、リノール酸を添加する時は9mMのリノール酸及びラッカーゼを添加する時は50mgのラッカーゼを混合して各種反応液を調製した。
【0041】
次に、予め重量を測定したポリウレタンテストピースを準備し、調製した各種反応液が入った反応チューブにポリウレタンテストピースを1個ずつ入れ、30℃で浸盪しながら反応させた。本例では、5日毎にラッカーゼ、リノール酸及びHBTを単独で、或いは適宜組み合わせて追添加し、45日間反応を進行させた。この間、反応液中のポリウレタンテストピースを適宜取り出し、よく洗浄し80℃で8時間乾燥させた後にその重量を測定した。
【0042】
重量測定の結果から算出される重量変化率の経時的推移を図5に示す。なお、図5において、「Lac」は反応液にラッカーゼを追添加したサンプルを用いた結果を示し、「LA」は反応液にリノール酸を追添加したサンプルを用いた結果を示し、「HBT」は反応液にHBTを追添加したサンプルを用いた結果を示している。また、図5において、「Lac/HBT/LA」は反応液にラッカーゼ、HBT及びリノール酸を追添加したサンプルを用いた結果を示し、「Lac/HBT」は反応液にラッカーゼ及びHBTを追添加したサンプルを用いた結果を示し、「Lac/LA」は反応液にラッカーゼ及びリノール酸を追添加したサンプルを用いた結果を示しており、「HBT/LA」は反応液にHBT及びリノール酸を追添加したサンプルを用いた結果を示している。また、図5において縦軸は重量変化率を示している。
【0043】
図5から判るように、リノール酸を追添加したサンプルでは、いずれも良好に分解反応が進行し、分解効率が向上した。特に、ラッカーゼを除くリノール酸及びHBTを追添加したサンプルでは、最も顕著な重量減少(40%重量減少/40日)が見られた。このことから、リノール酸及びHBTを追添加することで、ポリウレタンの分解反応を長期間に亘って維持することができ、優れたポリウレタン分解効率を達成できることが明らかとなった。
【0044】
実施例3
実施例3では、ミニジャーファーメンターを用いた通気分解試験を検証した。
先ず、1L容のジャーファーメンターに、全量800mlとなるように、10mMの酒石酸ナトリウムバッファー(pH4.5)、0.05%のTween20、HBTを添加する時は1mMのHBT、リノール酸を添加する時は9mMのリノール酸及びラッカーゼを添加する時は5mg/mlのラッカーゼを混合して各種反応液を調製した。
【0045】
次に、予め重量を測定したポリウレタンテストピースを、ジャーファーメンター中の反応液に入れ、0.5v/v/minの通気速度で通気しながら30℃で反応させた。このとき、5日毎にラッカーゼ、リノール酸及びHBTを追添加するか、或いは5日毎にリノール酸のみを追添加した。この間、反応液中のポリウレタンテストピースを適宜取り出し、よく洗浄し80℃で8時間乾燥させた後にその重量を測定した。
【0046】
重量測定の結果から算出される重量変化率の経時的推移を図6に示す。なお、図6において、「Lac/HBT/LA」は反応液にラッカーゼ、HBT及びリノール酸を追添加したサンプルを用いた結果を示し、「LA」は反応液にラッカーゼを追添加したサンプルを用いた結果を示している。また、図6において縦軸は重量変化率を示している。
【0047】
図6から判るように、リノール酸のみを追添加した場合及びラッカーゼ、リノール酸及びHBTを追添加した場合のいずれにおいても、ポリウレタン分解反応は同様に進行した。特に、図5に示すように、最高で35%重量減少/14日であった。これは実施例2の結果と比較すると2.5倍の分解速度の上昇を意味し、通気の効果を示すものである。
【0048】
実施例4
実施例4では、ミニジャーファーメンターを用いた連続通気攪拌分解試験を検証した。
本例では、1L容ジャーファーメンター中の反応液を400rpmで攪拌しながら分解反応を行い、リノール酸を単独で追添加する代わりにラッカーゼ及びHBTを追添加した以外は実施例3と同様にして、ポリウレタンテストピースの分解反応を行い、その重量を測定した。
【0049】
重量測定の結果から算出される重量変化率の経時的推移を図7に示す。なお、図7において、「Lac/HBT/LA」は反応液にラッカーゼ、HBT及びリノール酸を追添加したサンプルを用いた結果を示し、「LA」は反応液にラッカーゼを追添加したサンプルを用いた結果を示している。また、図7において縦軸は重量変化率を示している。
【0050】
図7から判るように、ラッカーゼ、HBT及びリノール酸を追添加したサンプルにおいては、14日目においてポリウレタンテストピースの原型が崩れた結果、完全に分解されることとなった。これは、実施例3の結果と比較して3倍の分解速度の上昇を意味し、攪拌の効果を示すものである。
【0051】
実施例5
実施例5では、反応液中に各種メディエーターを添加し、ポリウレタン分解反応における反応効率を検証した。
本例では、メディエーターとして、HBTの代わりに4-ヒドロキシ安息香酸(4HBA)、2,2’-アジノ-ビス(3-エチルベンゾチアゾリン-6-スルホン酸)二アンモニウム(ABTS)、ビオルリン(Violuric acid:VA)、1-ニトロソ-2-ナフトール-3,6-ジスルホン酸ナトリウム(NNDS)を用いた以外は実施例1と同様にして、ポリウレタンテストピースの分解反応を行い、その重量を測定した。
【0052】
重量測定の結果から算出される重量変化率の経時的推移を図8に示す。なお、図8において、添加したメディエーターの種類は略称で示している。また、図8において縦軸は重量変化率を示している。
【0053】
図8から判るように、いずれのメディエーターを用いた場合でも、リノール酸と共に添加するとポリウレタン分解反応が進行することが明らかになった。また、HBTにおいては、リノール酸を添加せずに単独であってもポリウレタン分解反応が進行するが、リノール酸とともに添加したときにはポリウレタン分解反応がより効果的に進行している。特に、HBT及びリノール酸を共に添加した場合には、36日目で80%の重量減少を示した。
【0054】
実施例6
実施例6では、反応液中に各種不飽和脂肪酸を添加し、ポリウレタン分解反応における反応効率を検証した。
本例では、不飽和脂肪酸として、リノール酸の他に、リノレン酸、オレイン酸、アラキドン酸を使用し、飽和脂肪酸として、アゼライン酸及びn-カプロン酸を使用した。これら不飽和脂肪酸及び飽和脂肪酸は、全て9mMとなるように添加した。
【0055】
本例では、先ず、これらの不飽和脂肪酸及び飽和脂肪酸のいずれかを含むように実施例1と同様に反応液を調製した。次に、各種反応液が入った反応チューブにポリウレタンテストピースを1個ずつ入れ、30℃で浸盪しながら反応させた。このとき、5日目及び9日目にラッカーゼ、HBT及び不飽和脂肪酸若しくは飽和脂肪酸を追添加した。また、経時的にポリウレタンテストピースを取り出し、よく洗浄し80℃で8時間乾燥させた後にその重量を測定した。
【0056】
重量測定の結果から算出される重量変化率の経時的推移を図9に示す。なお、図9において、添加した不飽和脂肪酸及び飽和脂肪酸の種類は略称で示している。また、図9において縦軸は重量変化率を示している。
【0057】
図9から判るように、不飽和脂肪酸、特にリノール酸、リノレン酸及びオレイン酸を添加した場合には、ポリウレタン分解反応を向上させる効果を達成することができた。なかでも、オレイン酸、リノール酸を添加した場合には、26日目において17%の重量減少を示した。
【0058】
実施例7
実施例7では、エステル型ポリウレタンを用いた場合の分解反応を検証した。本例では、エステル型ポリウレタンを用い、3,4日毎に反応液を交換した以外は実施例1と同様にしてポリウレタンテストピースの分解反応を行い、その重量を測定した。
【0059】
重量測定の結果から算出される重量変化率の経時的推移を図10に示す。なお、図10において、「Lac(50mg)」は反応液にラッカーゼを含み、メディエーター及びリノール酸を含まないサンプルを用いた結果を示し、「Lac(50mg)/HBT」は反応液にラッカーゼ及びメディエーターを含み、リノール酸を含まないサンプルを用いた結果を示し、「Lac(50mg)/HBT/LA」は反応液中にラッカーゼ、HBT及びリノール酸を含むサンプルを用いた結果である。また、図10において縦軸は重量変化率を示している。
【0060】
図10から判るように、エステル型ポリウレタンに対しては、ラッカーゼのみを添加した場合には分解反応は殆ど進行しないが、ラッカーゼ及びHBTを添加した場合及びラッカーゼ、HBT及びリノール酸を添加した場合には顕著な分解が認められた。特に、ラッカーゼ、HBT及びリノール酸を添加した場合、エステル型ポリウレタンは、37日目において51%の重量減少となるまで分解された。
【0061】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係るポリウレタン分解方法及び分解剤よれば、ポリウレタンを効率よく分解することができる。また、本発明に係るポリウレタン含有廃棄物処理方法及び処理剤によれば、ポリウレタンを含む廃棄物を効率よく処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ポリウレタンシートを用いて分解反応を行った際の反応溶液組成と重量減少との関係を示す特性図である。
【図2】 ポリウレタンテストピースを用いて分解反応を行った際の反応溶液組成と重量減少との関係を示す特性図である。
【図3】 各種メディエーター、各種濃度のラッカーゼを用いて分解反応を行った際の反応溶液組成と重量変化率との関係を示す特性図である。
【図4】 分解効率に対するリノール酸の影響を検証した結果であり、反応日数と重量変化率との関係を示す特性図である。
【図5】 分解効率に対する追添加の影響を検証した結果であり、反応日数と重量変化率との関係を示す特性図である。
【図6】 分解効率に対する通気の影響を検証した結果であり、反応日数と重量変化率との関係を示す特性図である。
【図7】 分解効率に対する攪拌の影響を検証した結果であり、反応日数と重量変化率との関係を示す特性図である。
【図8】 分解効率に対するメディエーターの種類の影響を検証した結果であり、反応日数と重量変化率との関係を示す特性図である。
【図9】 分解効率に対する不飽和脂肪酸の種類の影響を検証した結果であり、反応日数と重量変化率との関係を示す特性図である。
【図10】エステル型ポリウレタンに対する分解効率を検証した結果であり、反応日数と重量変化率との関係を示す特性図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a polyurethane decomposing method and a polyurethane decomposing agent applied when decomposing a polyurethane contained in various industrial products, etc., and a polyurethane-containing waste treatment applied when decomposing a polyurethane-containing waste. The present invention relates to a method and a polyurethane-containing waste treatment agent.
[0002]
[Prior art]
  Polyurethane is a general term for polymer substances having a urethane bond (—NHCOO—) in the main chain, and is synthesized by addition polymerization of a polyol and a polyisocyanate. Polyurethanes are roughly classified into ester-type polyurethanes and ether-type polyurethanes depending on the type of polyol.
[0003]
  Polyurethanes are widely used in industrial products such as seats for automobiles, clothing fibers, shoe cushions, adhesives and paints. The manufacturing process of industrial products containing polyurethane, or the industrial products themselves that are no longer necessary, must undergo some kind of treatment as polyurethane-containing waste. For example, polyurethane-containing waste is reduced in volume by incineration, chemical decomposition, biodegradation, or the like, and finally discarded. In particular, biodegradation treatment is attracting attention as a method for solving air pollution, which is a problem when performing incineration, and high-cost problems, which are problematic when performing chemical decomposition.
[0004]
  In general, the biodegradation treatment of polyurethane is performed using a predetermined bacterium for ester polyurethane because ester polyurethane can be easily decomposed compared to ether polyurethane. For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose a technique (microorganism, enzyme) in which an enzyme (esterase) produced by bacteria cleaves and degrades an ester bond of an ester-type polyurethane. Patent Document 3 discloses a method using an enzyme containing laccase as a simple method for measuring biodegradability of plastics.
[0005]
  The ether type polyurethane is known to be hardly decomposable because the molecule has bonds that do not exist in nature such as ether bonds and urethane bonds. The present situation is not particularly known as an effective method for biodegrading ether type polyurethane.
[0006]
[Patent Document 1]
            Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-201192
[Patent Document 2]
            JP-A-9-224664
[Patent Document 3]
            JP 2002-58500 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
  Then, in view of the actual situation as described above, an object of the present invention is to provide a polyurethane decomposing method and decomposing agent that can efficiently decompose polyurethane, and a polyurethane-containing waste processing method and treating agent.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above-mentioned object, the present inventor has intensively studied and as a result, the mediatorWith unsaturated fatty acidsIt has been found that the polyurethane by the enzyme is decomposed in the presence of water, and further that the decomposition proceeds efficiently by adding a fatty acid, and the present invention has been completed.
[0009]
  That is, the present invention includes the following.
  (1) with enzyme, 1- Hydroxybenzotriazole, violin, 2,2 ' - Azino - Screw (3- Ethylbenzothiazoline -6- Sulfonic acid ) Diammonium, 1- Nitroso -2- Naphthol -3,6- Sodium disulfonate and Four- At least one selected from the group consisting of hydroxybenzoic acidMediatorWith unsaturated fatty acidsA method for decomposing polyurethane, comprising decomposing polyurethane in the presence of
  (2) with enzyme, 1- Hydroxybenzotriazole, violin, 2,2 ' - Azino - Screw (3- Ethylbenzothiazoline -6- Sulfonic acid ) Diammonium, 1- Nitroso -2- Naphthol -3,6- Sodium disulfonate and Four- At least one selected from the group consisting of hydroxybenzoic acidWith mediatorWith unsaturated fatty acidsPolyurethane decomposing agent based on
[0010]
  Here, for example, laccase can be used as the enzyme. That is, polyurethane can be decomposed in the presence of laccase and 1-hydroxybenzotriazole. Moreover, the said method and decomposition agent show the decomposition efficiency outstanding with respect to the ether type polyurethane.
  Moreover, the degradation efficiency of polyurethane can be remarkably improved by making unsaturated fatty acid coexist in a reaction system.
[0011]
  Furthermore, the polyurethane contained in the waste can be decomposed by applying the above (1) and (2). That is, the present invention relates to an enzyme and, 1- Hydroxybenzotriazole, violin, 2,2 ' - Azino - Screw (3- Ethylbenzothiazoline -6- Sulfonic acid ) Diammonium, 1- Nitroso -2- Naphthol -3,6- Sodium disulfonate and Four- At least one selected from the group consisting of hydroxybenzoic acidMediatorWith unsaturated fatty acidsA polyurethane-containing waste treatment method characterized by decomposing polyurethane in the presence of, 1- Hydroxybenzotriazole, violin, 2,2 ' - Azino - Screw (3- Ethylbenzothiazoline -6- Sulfonic acid ) Diammonium, 1- Nitroso -2- Naphthol -3,6- Sodium disulfonate and Four- At least one selected from the group consisting of hydroxybenzoic acidWith mediatorWith unsaturated fatty acidsA polyurethane-containing waste treatment agent containing as a main component is included.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, the present invention will be described in detail.
  The polyurethane decomposing method according to the present invention (hereinafter simply referred to as a polyurethane decomposing method) is a method of treating an object containing polyurethane in the presence of an enzyme and a mediator.
[0013]
  In the polyurethane decomposing method, laccase can be used as an enzyme. As an enzyme other than laccase, for example, manganese peroxidase, horseradish peroxidase and lipoxygenase can be used.
[0014]
  The laccase is not limited to its origin and degree of purification as long as it has a function of catalyzing the reaction of decomposing benzenediol into 1,2-benzoquinone and water. That is, in the method for decomposing polyurethane, laccase derived from various microorganisms, laccase derived from fungi, laccase derived from urushi can be used.
[0015]
  In the method for decomposing polyurethane, when laccase is used, for example, the laccase concentration is 1 to 300 U / ml, preferably 1 to 150 U / ml, more preferably 1 to 20 U / ml.
[0016]
  In the polyurethane decomposition method, 1-hydroxybenzotriazole can be used as a mediator. As a mediator other than 1-hydroxybenzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole can be used. Examples of mediators include biolin (Violuric acid: VA) and 2,2′-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium (ABTS). ), Sodium 1-nitroso-2-naphthol-3,6-disulfonate (sometimes abbreviated as NNDS) and 4-hydroxybenzoic acid (sometimes abbreviated as 4HBA). These mediators may be used alone or in combination.
[0017]
  In the polyurethane decomposition method, when 1-hydroxybenzotriazole is used, the concentration of 1-hydroxybenzotriazole is preferably 1 to 10 mM, and more preferably 1 to 2 mM.
[0018]
  Furthermore, in the polyurethane decomposing method, an unsaturated fatty acid can be present in addition to the enzyme and the mediator, and the object to be decomposed containing polyurethane can be treated. By treating in the presence of an unsaturated fatty acid, it is possible to delay the polyurethane decomposition start time and improve the polyurethane decomposition efficiency.
[0019]
  Examples of unsaturated fatty acids include linoleic acid, linolenic acid and oleic acid. These unsaturated fatty acids may be used alone or in combination.
[0020]
  On the other hand, in the polyurethane decomposing method, any object containing polyurethane can be used as an object. Specific examples of the object include various industrial products manufactured using polyurethane or wastes thereof, or processed products obtained by pretreating the industrial products and wastes. Industrial products include, for example, automobile sheets, clothing fibers, shoe cushions, adhesives, paints, and the like. Specific examples of the pretreatment include a process of pulverizing an object such as an industrial product with a shredder or the like, a heat treatment, a heating / humidification treatment, a light irradiation treatment, a light irradiation / humidification treatment, and the like.
[0021]
  In the polyurethane decomposing method, the polyurethane contained in the object can be decomposed by bringing the object into contact with the reaction system containing the enzyme and the mediator described above. Here, in the polyurethane decomposing method, polyurethane having any monomer component can be decomposed as polyurethane, but particularly ether type polyurethane having an ether bond in the molecule can be efficiently decomposed.
[0022]
  The reaction system can be prepared by, for example, mixing an enzyme, a mediator, and other components such as an unsaturated fatty acid in a suitable buffer solution. When the target object is brought into contact with the prepared reaction system, the target object may be simply immersed in the reaction system, or may be stirred while the target object is immersed in the reaction system.
[0023]
  At this time, the temperature of the reaction system is preferably maintained in the range of 30 to 80 ° C, preferably 30 to 50 ° C, more preferably 30 to 35 ° C. The pH of the reaction system is preferably maintained in the range of 3.0 to 6.0, preferably 4.0 to 4.5. Furthermore, the ratio of the object contained in the reaction system is preferably maintained in the range of 5 to 50 g / L, preferably 5 to 10 g / L. In addition, the reaction time is preferably 72 to 120 hours, preferably about 72 hours, for example, addition of each component or transfer to a new reaction solution.
[0024]
  According to the polyurethane decomposing method as described above, the polyurethane contained in the object can be efficiently decomposed. In particular, according to the polyurethane decomposing method, ether type polyurethane can be efficiently decomposed. Moreover, when linoleic acid is added to the reaction system, the polyurethane decomposition reaction contained in the object can be delayed and the decomposition efficiency can be improved.
[0025]
【Example】
  EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, the technical scope of this invention is not limited to these Examples.
  [Experimental example1]
  First, a reaction solution having the following composition was prepared. The composition of the reaction solution is 10 mM sodium tartrate buffer (pH 4.5), 0.05% Tween 20, 1-hydroxybenzotriazole (hereinafter HBT), 1 mM HBT, and 9 mM linoleic acid when linoleic acid is added. When adding laccase, 10 U laccase was used.
[0026]
  Next, 10 ml of the reaction solution was filled in a 50 ml tube, and about 25 mg of a polyurethane sheet (5 cm × 2 cm) was added. Then, it was allowed to react by shaking for 5 days at 35 ° C. After completion of the reaction, the sheet was taken out, washed thoroughly, dried at 80 ° C. for 8 hours, and then weighed.
[0027]
  The results are shown in FIG. Note that “Lac” in FIG. 1 is the result of using a sample containing laccase in the reaction solution and not containing HBT and linoleic acid, and “Lac / HBT” contains laccase and HBT in the reaction solution and linoleic acid. The results using a sample that does not contain `` Lac / HBT / LA '' are the results using a sample containing laccase, HBT and linoleic acid in the reaction solution, and `` control '' contains laccase in the reaction solution It is the result using the sample containing HBT and linoleic acid. Moreover, the vertical axis | shaft in FIG. 1 has shown the weight decreasing rate of the polyurethane sheet.
[0028]
  As can be seen from FIG. 1, the degradation reaction does not proceed only by adding laccase, but the degradation rate was 6% when HBT was added. Further, when linoleic acid was further added, the decomposition reaction did not proceed.
[0029]
  [Experimental example2]
  Experimental example2, except that about 50mg of polyurethane test piece (1cm square) was used instead of polyurethane sheet (5cm x 2cm)Experimental exampleThe decomposition reaction was carried out in the same manner as in 1.
  The results are shown in FIG. Note that “Lac (10U) / HBT” in FIG. 2 is the result of using a sample containing laccase and HBT but not linoleic acid in the reaction solution, and “Lac (10U) / HBT / LA” is the reaction solution. This is a result of using a sample containing laccase, HBT and linoleic acid in the inside, and “control” is a result of using a sample containing HBT and linoleic acid without containing laccase in the reaction solution. Moreover, the vertical axis | shaft in FIG. 2 has shown the weight decreasing rate of the polyurethane test piece.
[0030]
  As can be seen from FIG. 2, even when a polyurethane test piece was used as an object, the decomposition reaction did not proceed only by adding laccase, and when HBT was added, the decomposition rate was 3.5%. Further, when linoleic acid was further added, the decomposition reaction did not proceed.
[0031]
  [Experimental example3]
  Experimental example3 examined the optimal concentration of laccase and the type of mediator.
  First, 10 mM sodium tartrate buffer (pH 4.5), 0.05% Tween20, 1 mM mediator to be evaluated, and when adding linoleic acid, prepare various reaction solutions by mixing 9 mM linoleic acid and laccase of the specified concentration. did. HBT, 4-hydroxybenzoic acid (hereinafter referred to as HBA), veratryl alcohol (hereinafter referred to as VA), phenol (hereinafter referred to as PHE), methionine (hereinafter referred to as MET), and cysteine (hereinafter referred to as CYC) are used as mediators to be evaluated. It was. The concentration of laccase was 0.5%, 5% or 50%.
[0032]
  Using various prepared reaction solutionsExperimental exampleThe decomposition reaction was performed in the same manner as in Example 2, and the weight change of the polyurethane test piece was measured. The result is shown in FIG. In FIG. 3, “Lac” shows the result of using a sample containing laccase in the reaction solution and not containing mediator and linoleic acid, and “Lac” is a sample containing laccase in the reaction solution and not containing mediator and linoleic acid. `` Lac / HBT '' is a result of using a sample containing laccase and HBT in the reaction solution and not containing linoleic acid, `` Lac / LA / HBT '' is a result of using laccase in the reaction solution, It is the result using the sample containing HBT and linoleic acid. Samples using HBA, VA, PHE, MET or CYC instead of HBT are `` Lac / LA / HBA '', `` Lac / LA / VA '', `` Lac / LA / PHE '', `` Lac / These are shown in FIG. 3 as “LA / MET” and “Lac / LA / CYC”. Moreover, the vertical axis | shaft in FIG. 3 has shown the weight change rate of the polyurethane test piece.
[0033]
  As can be seen from FIG. 3, when HBT was added as a mediator, a weight reduction was observed, but when HBA, VA, PHE, MET, or CYC was added as a mediator, no weight reduction was observed. On the other hand, as can be seen from FIG. 3, when HBT was added as a mediator and laccase was added at 0.5% or 5%, weight loss was 4.9% and 5.2%, respectively. In contrast, when HBT was added as a mediator and laccase was added 50%, almost no degradation was observed. Further, when linoleic acid was further added, the decomposition reaction did not proceed in any case. From the above results, it was revealed that it is preferable to treat with less than 50% laccase in the presence of HBT for the degradation of polyurethane.
[0034]
  [Example 1]
  Example 1Then, it verified that the decomposition efficiency of a polyurethane decomposition | disassembly reaction could be improved by adding linoleic acid.
  First, mix 10 mM sodium tartrate buffer (pH 4.5), 0.05% Tween20, 1 mM HBT when adding HBT, and 9 mM linoleic acid and 0.5% laccase when adding linoleic acid. A liquid was prepared.
[0035]
  Next, we prepared 36 (weighing times (12 times) x3) x3) polyurethane test pieces that weighed in advance, and put one polyurethane test piece in the reaction tube containing the prepared various reaction solutions. It put in, and it was made to react, stirring at 30 degreeC. At this time, the polyurethane test piece was taken out every 5 days, and was allowed to react with a new reaction solution while continuing to stir at 30 ° C. without washing.
[0036]
  The reaction was carried out for 36 days, and on days 1, 4, 6, 8, 11, 14, 18, 22, 26, 29, 32, and 36, three polyurethane test pieces in the reaction solution were taken out three by three and washed thoroughly. After drying at 0 ° C. for 8 hours, its weight was measured.
[0037]
  FIG. 4 shows the time course of the weight change rate calculated from the results of the weight measurement. In FIG. 4, “Lac” shows the result of using a sample containing laccase in the reaction solution and not containing mediator and linoleic acid, and “Lac / HBT” contains laccase and HBT in the reaction solution, and linoleic acid. "Lac / LA / HBT" is the result using a sample containing laccase, HBT and linoleic acid in the reaction solution. In FIG. 4, the vertical axis indicates the rate of change in weight.
[0038]
  As can be seen from FIG. 4, the decomposition reaction does not proceed only by adding laccase, but when HBT is added, a weight reduction was observed immediately after the start of the reaction. Specifically, when HBT was added, a 4% weight loss was observed in 4 days from the start of the reaction, and a 10% weight loss was observed up to 14 days thereafter. On the other hand, when HBT and linoleic acid were added, no weight loss was observed for 6 days from the start of the reaction, but after that, decomposition was accelerated and showed a 13% weight loss over 14 days. Furthermore, when HBT and linoleic acid were added, a significant weight reduction was observed as compared with the case where only HBT was added. Specifically, on day 36, when only HBT was added, the weight decreased by 18%, whereas when HBT and linoleic acid were added, the weight decreased by 80%.
[0039]
  From these results, it became clear that according to the reaction solution containing laccase, HBT and linoleic acid, the polyurethane decomposition reaction can be delayed and the polyurethane decomposition efficiency can be improved.
[0040]
[Example 2]
  Example 2Then, we verified that the degradation efficiency of polyurethane can be improved by adding laccase, linoleic acid, and HBT to the reaction solution.
  First, add 10 mM sodium tartrate buffer (pH 4.5), 0.05% Tween20, 1 mM HBT when adding HBT, 50 mg laccase when adding 9 mM linoleic acid and laccase when adding linoleic acid. Various reaction solutions were prepared by mixing.
[0041]
  Next, a polyurethane test piece whose weight was measured in advance was prepared, and each polyurethane test piece was put into a reaction tube containing various prepared reaction solutions, and reacted while being stirred at 30 ° C. In this example, laccase, linoleic acid, and HBT were added individually or in appropriate combinations every 5 days, and the reaction was allowed to proceed for 45 days. During this time, the polyurethane test piece in the reaction solution was taken out as appropriate, washed thoroughly and dried at 80 ° C. for 8 hours, and then its weight was measured.
[0042]
  FIG. 5 shows the time course of the weight change rate calculated from the results of the weight measurement. In FIG. 5, “Lac” shows the result using a sample in which laccase was added to the reaction solution, “LA” shows the result using a sample in which linoleic acid was added to the reaction solution, and “HBT”. Shows the results of using a sample with additional HBT added to the reaction solution. In FIG. 5, “Lac / HBT / LA” shows the results of using a sample with laccase, HBT and linoleic acid added to the reaction solution, and “Lac / HBT” shows the laccase and HBT added to the reaction solution. "Lac / LA" shows the result using a sample with laccase and linoleic acid added to the reaction solution, and "HBT / LA" shows HBT and linoleic acid in the reaction solution. The result using the added sample is shown. In FIG. 5, the vertical axis represents the rate of change in weight.
[0043]
  As can be seen from FIG. 5, in the samples to which linoleic acid was additionally added, the decomposition reaction proceeded well and the decomposition efficiency was improved. In particular, in the sample to which linoleic acid and HBT except laccase were added, the most significant weight loss (40% weight loss / 40 days) was observed. From this, it was revealed that by adding linoleic acid and HBT, the decomposition reaction of polyurethane can be maintained over a long period of time, and excellent polyurethane decomposition efficiency can be achieved.
[0044]
[Example 3]
  Example 3Then, we verified the aeration decomposition test using a mini jar fermenter.
  First, when adding 10 mM sodium tartrate buffer (pH 4.5), 0.05% Tween20, HBT to a 1 L jar fermenter, when adding 1 mM HBT, linoleic acid When adding 9 mM linoleic acid and laccase, various reaction solutions were prepared by mixing 5 mg / ml laccase.
[0045]
  Next, the polyurethane test piece whose weight was measured in advance was put into the reaction solution in the jar fermenter, and reacted at 30 ° C. while aeration was performed at an aeration rate of 0.5 v / v / min. At this time, laccase, linoleic acid and HBT were added every 5 days, or only linoleic acid was added every 5 days. During this time, the polyurethane test piece in the reaction solution was taken out as appropriate, washed thoroughly and dried at 80 ° C. for 8 hours, and then its weight was measured.
[0046]
  FIG. 6 shows the time course of the weight change rate calculated from the results of the weight measurement. In FIG. 6, “Lac / HBT / LA” shows the results using a sample with laccase, HBT and linoleic acid added to the reaction solution, and “LA” uses a sample with laccase added to the reaction solution. Shows the results. In FIG. 6, the vertical axis represents the rate of change in weight.
[0047]
  As can be seen from FIG. 6, the polyurethane decomposition reaction proceeded in the same manner both in the case where only linoleic acid was added and in the case where laccase, linoleic acid and HBT were additionally added. In particular, as shown in FIG. 5, the maximum weight loss was 35% / 14 days. this isExample 2Compared with the results, it means that the decomposition rate is increased by 2.5 times, and the effect of aeration is shown.
[0048]
[Example 4]
  Example 4Then, the continuous aeration stirring decomposition test using the mini jar fermenter was verified.
  In this example, the reaction solution in the 1 L jar fermenter was stirred at 400 rpm, and the decomposition reaction was performed, except that laccase and HBT were additionally added instead of adding linoleic acid alone.Example 3In the same manner as above, the polyurethane test piece was subjected to a decomposition reaction and its weight was measured.
[0049]
  FIG. 7 shows the time course of the weight change rate calculated from the results of the weight measurement. In FIG. 7, “Lac / HBT / LA” shows the results using a sample in which laccase, HBT and linoleic acid were added to the reaction solution, and “LA” used the sample in which laccase was added to the reaction solution. Shows the results. In FIG. 7, the vertical axis represents the rate of change in weight.
[0050]
  As can be seen from FIG. 7, in the sample to which laccase, HBT, and linoleic acid were additionally added, the prototype of the polyurethane test piece collapsed on the 14th day, resulting in complete decomposition. this is,Example 3This means that the decomposition rate is increased by a factor of 3 compared to the above results, and shows the effect of stirring.
[0051]
[Example 5]
  Example 5Then, various mediators were added to the reaction solution, and the reaction efficiency in the polyurethane decomposition reaction was verified.
  In this example, instead of HBT, 4-hydroxybenzoic acid (4HBA), 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium (ABTS), violin (Violuric acid) : VA), except using 1-nitroso-2-naphthol-3,6-sodium disulfonate (NNDS)Example 1In the same manner as above, the polyurethane test piece was subjected to a decomposition reaction and its weight was measured.
[0052]
  FIG. 8 shows the time course of the weight change rate calculated from the results of the weight measurement. In FIG. 8, the type of added mediator is abbreviated. In FIG. 8, the vertical axis indicates the weight change rate.
[0053]
  As can be seen from FIG. 8, it was clarified that when any mediator was used, the polyurethane decomposition reaction proceeded when added together with linoleic acid. In HBT, the polyurethane decomposition reaction proceeds even when linoleic acid is not added alone, but the polyurethane decomposition reaction proceeds more effectively when added together with linoleic acid. In particular, when both HBT and linoleic acid were added, the weight decreased by 80% on the 36th day.
[0054]
[Example 6]
  Example 6Then, various unsaturated fatty acids were added to the reaction solution, and the reaction efficiency in the polyurethane decomposition reaction was verified.
  In this example, in addition to linoleic acid, linolenic acid, oleic acid, and arachidonic acid were used as unsaturated fatty acids, and azelaic acid and n-caproic acid were used as saturated fatty acids. These unsaturated fatty acids and saturated fatty acids were added so as to be 9 mM.
[0055]
  In this example, first, to include any of these unsaturated fatty acids and saturated fatty acids.Example 1A reaction solution was prepared in the same manner as described above. Next, polyurethane test pieces were put one by one in reaction tubes containing various reaction solutions, and reacted while being stirred at 30 ° C. At this time, laccase, HBT and unsaturated fatty acid or saturated fatty acid were additionally added on the fifth and ninth days. In addition, the polyurethane test piece was taken out over time, washed well, dried at 80 ° C. for 8 hours, and the weight was measured.
[0056]
  FIG. 9 shows the time course of the weight change rate calculated from the weight measurement results. In FIG. 9, the type of added unsaturated fatty acid and saturated fatty acid is abbreviated. In FIG. 9, the vertical axis indicates the rate of weight change.
[0057]
  As can be seen from FIG. 9, when unsaturated fatty acids, particularly linoleic acid, linolenic acid and oleic acid were added, the effect of improving the polyurethane decomposition reaction could be achieved. In particular, when oleic acid and linoleic acid were added, the weight decreased by 17% on the 26th day.
[0058]
[Example 7]
  Example 7Then, the decomposition reaction at the time of using ester type polyurethane was verified. In this example, ester type polyurethane was used and the reaction solution was changed every 3 or 4 days.Example 1The polyurethane test piece was decomposed in the same manner as described above, and its weight was measured.
[0059]
  FIG. 10 shows the time course of the weight change rate calculated from the results of the weight measurement. In FIG. 10, “Lac (50 mg)” shows the result of using a sample containing laccase in the reaction solution and no mediator and linoleic acid, and “Lac (50 mg) / HBT” shows the result of using laccase and mediator in the reaction solution The results using a sample containing no linoleic acid are shown, and “Lac (50 mg) / HBT / LA” is the result using a sample containing laccase, HBT and linoleic acid in the reaction solution. In FIG. 10, the vertical axis indicates the rate of change in weight.
[0060]
  As can be seen from FIG. 10, when only laccase is added to the ester type polyurethane, the decomposition reaction hardly proceeds, but when laccase and HBT are added and when laccase, HBT and linoleic acid are added. Was markedly degraded. In particular, when laccase, HBT, and linoleic acid were added, the ester-type polyurethane was degraded until a weight loss of 51% at 37 days.
[0061]
【The invention's effect】
  As described above in detail, according to the polyurethane decomposing method and the decomposing agent according to the present invention, polyurethane can be efficiently decomposed. Moreover, according to the polyurethane containing waste processing method and processing agent which concern on this invention, the waste containing a polyurethane can be processed efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a characteristic diagram showing a relationship between a reaction solution composition and weight loss when a decomposition reaction is performed using a polyurethane sheet.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the reaction solution composition and weight loss when a decomposition reaction is performed using a polyurethane test piece.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the reaction solution composition and the rate of weight change when a decomposition reaction is performed using various mediators and various concentrations of laccase.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of reaction days and the rate of change in weight, as a result of examining the influence of linoleic acid on the decomposition efficiency.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of reaction days and the rate of change in weight, as a result of verifying the effect of additional addition on the decomposition efficiency.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of reaction days and the rate of weight change, as a result of examining the influence of aeration on decomposition efficiency.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of days of reaction and the rate of change in weight, as a result of verifying the influence of stirring on the decomposition efficiency.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of reaction days and the rate of weight change, as a result of examining the influence of the type of mediator on the decomposition efficiency.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of reaction days and the rate of change in weight, as a result of verifying the effect of the type of unsaturated fatty acid on the decomposition efficiency.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of reaction days and the rate of change in weight, as a result of verifying the decomposition efficiency for ester-type polyurethane.

Claims (14)

酵素と 1- ヒドロキシベンゾトリアゾール、ビオルリン、 2,2 - アジノ - ビス (3- エチルベンゾチアゾリン -6- スルホン酸 ) 二アンモニウム、 1- ニトロソ -2- ナフトール -3,6- ジスルホン酸ナトリウム及び 4- ヒドロキシ安息香酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のメディエーターと不飽和脂肪酸との存在下で、ポリウレタンを分解することを特徴とするポリウレタン分解方法。An enzyme, 1-hydroxybenzotriazole, Biorurin, 2,2 '- azino - bis (3-ethyl benzo thiazoline-6-sulfonic acid) diammonium, 1-nitroso-2-naphthol-3,6-sodium disulfonate and A method for decomposing a polyurethane, comprising decomposing a polyurethane in the presence of at least one mediator selected from the group consisting of 4 -hydroxybenzoic acid and an unsaturated fatty acid . 上記酵素はラッカーゼであることを特徴とする請求項1記載のポリウレタン分解方法。  The method for decomposing a polyurethane according to claim 1, wherein the enzyme is laccase. 上記不飽和脂肪酸がリノール酸、リノレン酸及びオレイン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種の不飽和脂肪酸であることを特徴とする請求項記載のポリウレタン分解方法。The unsaturated fatty acids linoleic acid, according to claim 1 polyurethane decomposition method, wherein the at least one unsaturated fatty acid selected from the group consisting of linolenic acid and oleic acid. 分解対象のポリウレタンがエーテル型ポリウレタンを主成分とすることを特徴とする請求項1記載のポリウレタン分解方法。  2. The polyurethane decomposing method according to claim 1, wherein the polyurethane to be decomposed mainly comprises ether type polyurethane. 酵素と 1- ヒドロキシベンゾトリアゾール、ビオルリン、 2,2 - アジノ - ビス (3- エチルベンゾチアゾリン -6- スルホン酸 ) 二アンモニウム、 1- ニトロソ -2- ナフトール -3,6- ジスルホン酸ナトリウム及び 4- ヒドロキシ安息香酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のメディエーターと不飽和脂肪酸とを主成分とするポリウレタン分解剤。An enzyme, 1-hydroxybenzotriazole, Biorurin, 2,2 '- azino - bis (3-ethyl benzo thiazoline-6-sulfonic acid) diammonium, 1-nitroso-2-naphthol-3,6-sodium disulfonate and A polyurethane decomposing agent mainly comprising at least one mediator selected from the group consisting of 4 -hydroxybenzoic acid and an unsaturated fatty acid . 上記酵素はラッカーゼであることを特徴とする請求項記載のポリウレタン分解剤。The polyurethane decomposing agent according to claim 5 , wherein the enzyme is laccase. 上記不飽和脂肪酸がリノール酸、リノレン酸及びオレイン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種の不飽和脂肪酸であることを特徴とする請求項記載のポリウレタン分解剤。6. The polyurethane decomposing agent according to claim 5 , wherein the unsaturated fatty acid is at least one unsaturated fatty acid selected from the group consisting of linoleic acid, linolenic acid and oleic acid. 酵素と 1- ヒドロキシベンゾトリアゾール、ビオルリン、 2,2 - アジノ - ビス (3- エチルベンゾチアゾリン -6- スルホン酸 ) 二アンモニウム、 1- ニトロソ -2- ナフトール -3,6- ジスルホン酸ナトリウム及び 4- ヒドロキシ安息香酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のメディエーターと不飽和脂肪酸との存在下で処理することを特徴とするポリウレタン含有廃棄物処理方法。An enzyme, 1-hydroxybenzotriazole, Biorurin, 2,2 '- azino - bis (3-ethyl benzo thiazoline-6-sulfonic acid) diammonium, 1-nitroso-2-naphthol-3,6-sodium disulfonate and A method for treating polyurethane-containing waste, comprising treating in the presence of at least one mediator selected from the group consisting of 4 -hydroxybenzoic acid and an unsaturated fatty acid . 上記酵素はラッカーゼであることを特徴とする請求項記載のポリウレタン含有廃棄物処理方法。The polyurethane-containing waste treatment method according to claim 8 , wherein the enzyme is laccase. 上記不飽和脂肪酸がリノール酸、リノレン酸及びオレイン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種の不飽和脂肪酸であることを特徴とする請求項記載のポリウレタン含有廃棄物処理方法。The polyurethane-containing waste treatment method according to claim 8 , wherein the unsaturated fatty acid is at least one unsaturated fatty acid selected from the group consisting of linoleic acid, linolenic acid and oleic acid. 分解対象のポリウレタン含有廃棄物がエーテル型ポリウレタンを有することを特徴とする請求項記載のポリウレタン含有廃棄物処理方法。9. The method for treating polyurethane-containing waste according to claim 8 , wherein the polyurethane-containing waste to be decomposed comprises ether type polyurethane. 酵素と 1- ヒドロキシベンゾトリアゾール、ビオルリン、 2,2 - アジノ - ビス (3- エチルベンゾチアゾリン -6- スルホン酸 ) 二アンモニウム、 1- ニトロソ -2- ナフトール -3,6- ジスルホン酸ナトリウム及び 4- ヒドロキシ安息香酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のメディエーターと不飽和脂肪酸とを主成分とするポリウレタン含有廃棄物処理剤。An enzyme, 1-hydroxybenzotriazole, Biorurin, 2,2 '- azino - bis (3-ethyl benzo thiazoline-6-sulfonic acid) diammonium, 1-nitroso-2-naphthol-3,6-sodium disulfonate and A polyurethane-containing waste treatment agent comprising at least one mediator selected from the group consisting of 4 -hydroxybenzoic acid and an unsaturated fatty acid as main components. 上記酵素はラッカーゼであることを特徴とする請求項12記載のポリウレタン含有廃棄物処理剤。The polyurethane-containing waste treatment agent according to claim 12 , wherein the enzyme is laccase. 上記不飽和脂肪酸がリノール酸、リノレン酸及びオレイン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種の不飽和脂肪酸であることを特徴とする請求項12記載のポリウレタン含有廃棄物処理剤。The polyurethane-containing waste treatment agent according to claim 12 , wherein the unsaturated fatty acid is at least one unsaturated fatty acid selected from the group consisting of linoleic acid, linolenic acid, and oleic acid.
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