新規な微生物ＷＵ−ＹＳ０９株、ゴムの微生物分解方法
【課題】ポリイソプレン系ゴム、特にカーボンブラックを含有するゴムを分解できる新規な微生物を得ることが本発明の課題である。
【解決手段】本発明により、新規な微生物であるオクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）が与えられた。オクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株はポリイソプレン系ゴムを分解する活性を有するので、本発明により、ゴム組成物を微生物分解する新たな方法も与えられた。更には本発明により、カーボンブラックを含有するゴム製品の微生物分解が可能となった。
【解決手段】本発明により、新規な微生物であるオクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）が与えられた。オクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株はポリイソプレン系ゴムを分解する活性を有するので、本発明により、ゴム組成物を微生物分解する新たな方法も与えられた。更には本発明により、カーボンブラックを含有するゴム製品の微生物分解が可能となった。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する、オクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）に関する。更に本発明は、ポリイソプレン系ゴムを含有するゴム組成物を、オクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）で微生物分解する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃タイヤは一般のプラスチック製品と比較しても回収率は高く、特にセメント工場を中心として燃料として再利用されている。しかしながら近年環境問題の高まりとともに、廃タイヤを燃料として燃やすのではなく、コンポストのように低温で分解する省エネルギー型の方法や分解した材料を再利用するマテリアルリサイクルの方法の開発が求められている。
【０００３】
ゴム製品を分解する方法として、微生物による分解処理が考えられる。微生物分解は低温での処理なので、エネルギー消費は最も少ない処理法といえる。また、ゴム製品を微生物分解した後、分解物を再利用することも考えられる。例えば、分解されたモノマーやオリゴマーを再利用することや、粉ゴムの表面を微生物分解し、再度未加硫ゴムに混練り加硫することにより、新たな製品に利用することも考えられる。
【０００４】
ゴムの微生物分解については、従来様々な微生物がスクリーニングされ、検討されている。そのような微生物分解については、特開平９−１９４６２４号公報、特開平１１−６０７９３号公報等で報告されている。なおノカルディア属の放線菌は天然ゴムなどのポリイソプレン系ゴムを分解することが知られているが、通常のノカルディア属の菌ではカーボンブラックなどを配合した硬質ゴムを分解することは困難である。これまでに、カーボンブラックを含有したゴム製品を分解できる菌の例は非常に少なく、未だに実用化された例はない。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１９４６２４号公報
【特許文献２】特開平１１−６０７９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、ゴムの微生物分解に利用できる新規な微生物を得ること、特にカーボンブラックを含有したゴム製品を分解することができる微生物を得ることが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明者らが鋭意検討して天然ゴム分解菌の探索を行った結果、ゴム製品を分解できる微生物であるＷＵ−ＹＳ０９株を見いだした。ＷＵ−ＹＳ０９株によれば、従来困難であったカーボンブラックを含有するゴム製品を分解することが可能である。よって本発明により上記課題を解決することが可能となった。本発明の方法は、タイヤなどのゴム製品の廃棄及び再利用に有用である。
【０００８】
本発明は次の（１）〜（７）からなる。
（１）ポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する、オクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）。
（２）ポリイソプレン系ゴムを含有するゴム組成物を、オクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）で微生物分解する方法。
（３）前記ゴム組成物のポリイソプレン系ゴム含有量が１０重量％以下であることを特徴とする（２）に記載の方法。
（４）前記ポリイソプレン系ゴムがシスポリイソプレンゴムである（２）に記載の方法。
（５）前記ゴム組成物がカーボンブラックを含有することを特徴とする（２）に記載の方法。
（６）前記ゴム組成物がゴム粉である（２）に記載の方法。
（７）前記ゴム組成物がゴム製品を破砕したゴム片である（２）に記載の方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、新規な微生物であるオクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）が与えられた。ＷＵ−ＹＳ０９株はポリイソプレン系ゴムを分解する活性を有する。よって本発明により、ポリイソプレン系ゴムを分解する新たな方法が与えられた。更に本発明により、カーボンブラックを含有するゴム製品の微生物分解が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を貝体的に説明する。
本発明は新規微生物であるオクロバクトルム属の菌株であるＷＵ−ＹＳ０９株である。また本発明はポリイソプレン系ゴムを含有するゴム製品を上記微生物で分解する方法である。天然ゴムなどのポリイソプレン系ゴムは放線菌の類で分解できることはよく知られているが、ポリイソプレンゴムを分解できる細菌の例は少ない。さらにカーボンブラックなどを配合した硬質ゴムを分解する放線菌の例は極めて少なく、そのような細菌の例はほとんどない。本発明で、発明者は多くの土壌から天然ゴム分解菌を鋭意スクリーニングした結果、タイヤなどのゴム製品に使用されるカーボン配合ゴムを分解できるＷＵ−ＹＳ０９株の細菌を見出した。
【００１１】
ＷＵ−ＹＳ０９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ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４株として２００４年１２月７日に寄託されている。本発明においてＷＵ−ＹＳ０９株は無機塩の液体培地中で粉ゴムを資化しながら増殖する。上記の無機塩としては窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどを含むものが挙げられる。
【００１２】
本発明を適用する対象となるポリイソプレン系ゴムとしては、主鎖がシスポリイソプレン及びトランスポリイソプレンであるゴムまたはエラストマーを挙げることができる。本発明においてシスポリイソプレンであるゴムが最も好ましいが、イソプレンと他のモノマーとの共重合体を主鎖とするゴムまたはエラストマーにも本発明を適応することが可能である。具体的なシスポリイソプレンとしては、それに限定されるものではないが、天然ゴムやＮａｔｓｙｎなどの合成シスポリイソプレンが例示され、トランスポリイソプレンとしてはガッタパーチャなどの天然系ゴムが例示される。
【００１３】
ゴム粉を構成するゴムエラストマー中のポリイソプレン系ゴムの含有量が１０重量％以上であれば本方法の適応が可能である。ゴムエラストマー中のポリイソプレンは５０重量％以上が好ましく、さらに好ましくは８０重量％以上であるが、その範囲に限定されるものではない。
【００１４】
本発明で対象となるゴム製品はカーボンブラックを含有することができる。カーボンブラックの含有量は通常の廃タイヤから採取された粉ゴムであれば３０〜７０ｐｈｒであるが、その範囲内に限定されるものではなく、カーボンブラックの含有量が３０ｐｈｒ以下及び７０ｐｈｒ以上でも本発明の方法は適応可能である。
【００１５】
本発明で分解の対象となるゴムは、イソプレン系ゴムであれば、ゴム工業で通常使用されているシランカップリング剤、硫黄、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、老化防止剤、プロセス油、亜鉛華（ＺｎＯ）、ステアリン酸、過酸化物等の通常の配合剤が配合されたものでよい。ただし、ゴム配合剤の中にＷＵ−ＹＳ０９株の増殖を阻害する配合剤が配合されている場合は、粉ゴムを溶剤抽出し、これを除去する必要がある。
【００１６】
本発明ではさらに微粉砕したゴム粉であれば微生物の分解効率がさらに向上する。ここにおけるゴム粉が、ゴム製品をロール粉砕法などの常温で機械的に破砕する方法や液体窒素などにより冷凍してから破砕する冷凍破砕法や、超高圧水を用いる水撃粉砕法で微粉砕したゴム粉であれば、微生物の分解効率がさらに向上する。
【００１７】
また、粉ゴムを完全に分解するのではなく、粉ゴムの表面を微生物分解し、再度未加硫ゴムに混練り加硫することにより、新たな製品に利用することも可能である。ここ用いる粉ゴムは、廃タイヤ・チューブを破砕して得られる粉末ゴムに限らず、タイヤ製造時に発生する未加硫スクラップ物、タイヤ加硫時に発生するスピュー片などを粉砕したものでもよい。また、ゴム粉でなく、ゴム製品を破砕したゴム片でも本発明による微生物分解は可能である。以下実施例で本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【実施例】
【００１８】
シリコーン栓付きのガラス容器に準備した表１の組成の培地に、アセトン抽出済みの１ｍｍ角のゴム片８ｇ／Ｌを入れ、９０℃でオートクレープ中で滅菌処理した。そのゴム片は、表２の組成で天然ゴムを配合したものである。これにラテックス手袋ゴムを唯一の炭素源として前培養したＷＵ−ＹＳ０９株の菌液を加え、３０℃において１４日間４０ｒｐｍで振とう培養した後、１２０ｒｐｍに切り替え、合計で５０日間培養した。その後、培養液にアセトンを加え、ゴム片をろ紙でろ過した。ろ過したゴム片を純水で数回洗浄し、十分に乾燥したことを確認後、ゴム片の重量減少を測定したところ、９．８８％の重量減少が計測された。よって、ＷＵ−ＹＳ０９株がカーボンブラックを配合したゴムでも分解できることが確認された。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の新規の微生物であるオクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）はポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する。また該微生物により、これまでは困難であったカーボンブラックを含有するゴム製品の微生物分解が可能とである。よって本発明の微生物を用いた微生物分解方法は、タイヤなどのゴム製品の廃棄及び再利用に有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する、オクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）に関する。更に本発明は、ポリイソプレン系ゴムを含有するゴム組成物を、オクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）で微生物分解する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃タイヤは一般のプラスチック製品と比較しても回収率は高く、特にセメント工場を中心として燃料として再利用されている。しかしながら近年環境問題の高まりとともに、廃タイヤを燃料として燃やすのではなく、コンポストのように低温で分解する省エネルギー型の方法や分解した材料を再利用するマテリアルリサイクルの方法の開発が求められている。
【０００３】
ゴム製品を分解する方法として、微生物による分解処理が考えられる。微生物分解は低温での処理なので、エネルギー消費は最も少ない処理法といえる。また、ゴム製品を微生物分解した後、分解物を再利用することも考えられる。例えば、分解されたモノマーやオリゴマーを再利用することや、粉ゴムの表面を微生物分解し、再度未加硫ゴムに混練り加硫することにより、新たな製品に利用することも考えられる。
【０００４】
ゴムの微生物分解については、従来様々な微生物がスクリーニングされ、検討されている。そのような微生物分解については、特開平９−１９４６２４号公報、特開平１１−６０７９３号公報等で報告されている。なおノカルディア属の放線菌は天然ゴムなどのポリイソプレン系ゴムを分解することが知られているが、通常のノカルディア属の菌ではカーボンブラックなどを配合した硬質ゴムを分解することは困難である。これまでに、カーボンブラックを含有したゴム製品を分解できる菌の例は非常に少なく、未だに実用化された例はない。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１９４６２４号公報
【特許文献２】特開平１１−６０７９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、ゴムの微生物分解に利用できる新規な微生物を得ること、特にカーボンブラックを含有したゴム製品を分解することができる微生物を得ることが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明者らが鋭意検討して天然ゴム分解菌の探索を行った結果、ゴム製品を分解できる微生物であるＷＵ−ＹＳ０９株を見いだした。ＷＵ−ＹＳ０９株によれば、従来困難であったカーボンブラックを含有するゴム製品を分解することが可能である。よって本発明により上記課題を解決することが可能となった。本発明の方法は、タイヤなどのゴム製品の廃棄及び再利用に有用である。
【０００８】
本発明は次の（１）〜（７）からなる。
（１）ポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する、オクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）。
（２）ポリイソプレン系ゴムを含有するゴム組成物を、オクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）で微生物分解する方法。
（３）前記ゴム組成物のポリイソプレン系ゴム含有量が１０重量％以下であることを特徴とする（２）に記載の方法。
（４）前記ポリイソプレン系ゴムがシスポリイソプレンゴムである（２）に記載の方法。
（５）前記ゴム組成物がカーボンブラックを含有することを特徴とする（２）に記載の方法。
（６）前記ゴム組成物がゴム粉である（２）に記載の方法。
（７）前記ゴム組成物がゴム製品を破砕したゴム片である（２）に記載の方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、新規な微生物であるオクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）が与えられた。ＷＵ−ＹＳ０９株はポリイソプレン系ゴムを分解する活性を有する。よって本発明により、ポリイソプレン系ゴムを分解する新たな方法が与えられた。更に本発明により、カーボンブラックを含有するゴム製品の微生物分解が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を貝体的に説明する。
本発明は新規微生物であるオクロバクトルム属の菌株であるＷＵ−ＹＳ０９株である。また本発明はポリイソプレン系ゴムを含有するゴム製品を上記微生物で分解する方法である。天然ゴムなどのポリイソプレン系ゴムは放線菌の類で分解できることはよく知られているが、ポリイソプレンゴムを分解できる細菌の例は少ない。さらにカーボンブラックなどを配合した硬質ゴムを分解する放線菌の例は極めて少なく、そのような細菌の例はほとんどない。本発明で、発明者は多くの土壌から天然ゴム分解菌を鋭意スクリーニングした結果、タイヤなどのゴム製品に使用されるカーボン配合ゴムを分解できるＷＵ−ＹＳ０９株の細菌を見出した。
【００１１】
ＷＵ−ＹＳ０９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ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４株として２００４年１２月７日に寄託されている。本発明においてＷＵ−ＹＳ０９株は無機塩の液体培地中で粉ゴムを資化しながら増殖する。上記の無機塩としては窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどを含むものが挙げられる。
【００１２】
本発明を適用する対象となるポリイソプレン系ゴムとしては、主鎖がシスポリイソプレン及びトランスポリイソプレンであるゴムまたはエラストマーを挙げることができる。本発明においてシスポリイソプレンであるゴムが最も好ましいが、イソプレンと他のモノマーとの共重合体を主鎖とするゴムまたはエラストマーにも本発明を適応することが可能である。具体的なシスポリイソプレンとしては、それに限定されるものではないが、天然ゴムやＮａｔｓｙｎなどの合成シスポリイソプレンが例示され、トランスポリイソプレンとしてはガッタパーチャなどの天然系ゴムが例示される。
【００１３】
ゴム粉を構成するゴムエラストマー中のポリイソプレン系ゴムの含有量が１０重量％以上であれば本方法の適応が可能である。ゴムエラストマー中のポリイソプレンは５０重量％以上が好ましく、さらに好ましくは８０重量％以上であるが、その範囲に限定されるものではない。
【００１４】
本発明で対象となるゴム製品はカーボンブラックを含有することができる。カーボンブラックの含有量は通常の廃タイヤから採取された粉ゴムであれば３０〜７０ｐｈｒであるが、その範囲内に限定されるものではなく、カーボンブラックの含有量が３０ｐｈｒ以下及び７０ｐｈｒ以上でも本発明の方法は適応可能である。
【００１５】
本発明で分解の対象となるゴムは、イソプレン系ゴムであれば、ゴム工業で通常使用されているシランカップリング剤、硫黄、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、老化防止剤、プロセス油、亜鉛華（ＺｎＯ）、ステアリン酸、過酸化物等の通常の配合剤が配合されたものでよい。ただし、ゴム配合剤の中にＷＵ−ＹＳ０９株の増殖を阻害する配合剤が配合されている場合は、粉ゴムを溶剤抽出し、これを除去する必要がある。
【００１６】
本発明ではさらに微粉砕したゴム粉であれば微生物の分解効率がさらに向上する。ここにおけるゴム粉が、ゴム製品をロール粉砕法などの常温で機械的に破砕する方法や液体窒素などにより冷凍してから破砕する冷凍破砕法や、超高圧水を用いる水撃粉砕法で微粉砕したゴム粉であれば、微生物の分解効率がさらに向上する。
【００１７】
また、粉ゴムを完全に分解するのではなく、粉ゴムの表面を微生物分解し、再度未加硫ゴムに混練り加硫することにより、新たな製品に利用することも可能である。ここ用いる粉ゴムは、廃タイヤ・チューブを破砕して得られる粉末ゴムに限らず、タイヤ製造時に発生する未加硫スクラップ物、タイヤ加硫時に発生するスピュー片などを粉砕したものでもよい。また、ゴム粉でなく、ゴム製品を破砕したゴム片でも本発明による微生物分解は可能である。以下実施例で本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【実施例】
【００１８】
シリコーン栓付きのガラス容器に準備した表１の組成の培地に、アセトン抽出済みの１ｍｍ角のゴム片８ｇ／Ｌを入れ、９０℃でオートクレープ中で滅菌処理した。そのゴム片は、表２の組成で天然ゴムを配合したものである。これにラテックス手袋ゴムを唯一の炭素源として前培養したＷＵ−ＹＳ０９株の菌液を加え、３０℃において１４日間４０ｒｐｍで振とう培養した後、１２０ｒｐｍに切り替え、合計で５０日間培養した。その後、培養液にアセトンを加え、ゴム片をろ紙でろ過した。ろ過したゴム片を純水で数回洗浄し、十分に乾燥したことを確認後、ゴム片の重量減少を測定したところ、９．８８％の重量減少が計測された。よって、ＷＵ−ＹＳ０９株がカーボンブラックを配合したゴムでも分解できることが確認された。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の新規の微生物であるオクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）はポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する。また該微生物により、これまでは困難であったカーボンブラックを含有するゴム製品の微生物分解が可能とである。よって本発明の微生物を用いた微生物分解方法は、タイヤなどのゴム製品の廃棄及び再利用に有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する、オクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）。
【請求項２】
ポリイソプレン系ゴムを含有するゴム組成物を、オクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）で微生物分解する方法。
【請求項３】
前記ゴム組成物のポリイソプレン系ゴム含有量が１０重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリイソプレン系ゴムがシスポリイソプレンゴムである請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ゴム組成物がカーボンブラックを含有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記ゴム組成物がゴム粉である請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記ゴム組成物がゴム製品を破砕したゴム片である請求項２に記載の方法。
【請求項１】
ポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する、オクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）。
【請求項２】
ポリイソプレン系ゴムを含有するゴム組成物を、オクロバクトルム属の菌株ＷＵ−ＹＳ０９株（ＦＥＲＭ Ｐ−２０３１４）で微生物分解する方法。
【請求項３】
前記ゴム組成物のポリイソプレン系ゴム含有量が１０重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリイソプレン系ゴムがシスポリイソプレンゴムである請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ゴム組成物がカーボンブラックを含有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記ゴム組成物がゴム粉である請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記ゴム組成物がゴム製品を破砕したゴム片である請求項２に記載の方法。
【公開番号】特開２００７−１０９（Ｐ２００７−１０９Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８６４７０（Ｐ２００５−１８６４７０）
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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