JP3079258B2 - 微生物による硬質ゴムの分解方法 - Google Patents

微生物による硬質ゴムの分解方法

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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微生物によるゴム
の分解方法に関する。
【0002】
【従来の技術】廃ゴム製品は、一般に焼却や埋め立てに
よって処理されているが、高温で処理すると炉を傷める
などの問題点がある。また、廃タイヤの処理、再利用ま
たはリサイクルの技術として、非常に多数の方法が提案
され、実際に利用されているが、これらの方法には、廃
タイヤを再利用するために2次的な公害問題を引き起こ
したり、大きなエネルギーが必要であるといった技術的
な問題点の他、廃タイヤを収集運搬する費用や石油価格
の変動等の社会経済的な問題点がある。
【0003】そこで、微生物による効率の良いゴムの処
理方法が開発されれば、自然の生態系の能力を生かした
省エネルギー的かつ無公害的な技術として有用なもので
あると考えられる。このような状況の下、本発明者らに
より、軟質ゴムがゴム分解菌の生育基質として容易に分
解されるという知見に基づき、微生物を利用した軟質ゴ
ムの分解方法が報告された(特公平 4-60634号公報及び
特公昭 63-5426号公報) 。
【0004】しかし、これらの方法は軟質ゴムを対象と
しており、タイヤのような硬質ゴムには適用できなかっ
た。その後、本発明者らにより、軟質ゴムの存在下でタ
イヤゴムの微生物による分解が促進されるという知見に
基づき、軟質ゴムの存在下における微生物による硬質ゴ
ムの分解処理方法が報告された (特開平9-194624号) 。
【0005】しかし、この方法ではまだ硬質ゴムの分解
処理効率が低く、また軟質ゴムを同時に加えることが必
要であるという制限があった。そこで、硬質ゴムの分解
処理効率が高く、かつ、硬質ゴムを分解処理する際に軟
質ゴムを加える必要のない、微生物による硬質ゴムの分
解処理方法の開発が望まれている。
【0006】
【発明の解決しようとする課題】本発明は、硬質ゴムの
分解処理効率が高く、かつ、硬質ゴムを分解処理する際
に軟質ゴムを加える必要のない、微生物による硬質ゴム
の分解処理方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究した結果、ノカルディア属Rd
-Cm株を用いれば、軟質ゴムの不存在下でも硬質ゴムを
効率良く分解処理することができることを見出し、本発
明を完成するに至った。すなわち、本発明は、ノカルデ
ィア属に属し、軟質ゴムの不存在下で硬質ゴムを分解す
ることができる微生物によって硬質ゴムを処理すること
を特徴とする硬質ゴムの分解処理方法である。
【0008】また、本発明は、ノカルディア属 Rd-Cm株
又はその変異株であって軟質ゴムの不存在下で硬質ゴム
を分解することができる菌株によって硬質ゴムを処理す
ることを特徴とする硬質ゴムの分解処理方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の硬質ゴムの分解処理方法は、ノカルディア属に
属し、軟質ゴムの不存在下で硬質ゴムを分解することが
できる微生物によって硬質ゴムを処理する限り、いかな
る使用態様をもとり得る。
【0010】ここで、本発明の「ノカルディア属に属
し、軟質ゴムの不存在下で硬質ゴムを分解することがで
きる微生物」とは、ノカルディア属に属し、軟質ゴムの
不存在下で硬質ゴムを分解することができる微生物であ
る限り、いかなる微生物をも包含するが、特にノカルデ
ィア属 Rd-Cm株又はその変異株であって軟質ゴムの不存
在下で硬質ゴムを分解することができる菌株が好まし
い。
【0011】ノカルディア属 Rd-Cm株は、ノカルディア
属NR-35A株を突然変異させることによって得ることがで
きる。突然変異させる方法としては、例えば、紫外線や
ニトロソグアニジン等による処理が挙げられる。ノカル
ディア属 Rd-Cm株の菌学的性質は、基本的には親株であ
るNR-35A株 (特公昭 63-5426号公報) と同じであるが、
気菌糸をほとんどつくらず、水溶性の色素を生産し、菌
糸の断片化が起こりにくい等の特徴を有している。
【0012】なお、ノカルディア属 Rd-Cm株は、工業技
術院生命工学工業技術研究所に FERM P-16338 として寄
託されている (寄託日 ; 平成 9年 7月17日) 。また、
ノカルディア属 Rd-Cm株の変異株であって軟質ゴムの不
存在下で硬質ゴムを分解することができる菌株は、ノカ
ルディア属 Rd-Cm株が適応変異又は突然変異した菌株で
ある。突然変異は、自然突然変異、人為突然変異又は誘
導突然変異のいずれでもよい。
【0013】本発明の「ノカルディア属に属し、軟質ゴ
ムの不存在下で硬質ゴムを分解することができる微生物
によって硬質ゴムを処理する」とは、ノカルディア属に
属し、軟質ゴムの不存在下で硬質ゴムを分解することが
できる微生物の硬質ゴム分解能が発揮される限り、いか
なる処理方法をも包含する。例えば、硬質ゴムを含む培
地に、上記微生物を添加し培養することによって、上記
微生物の硬質ゴム分解能を発揮させ、硬質ゴムを分解す
ることができる。この際、添加する微生物の量は例え
ば、0.1 〜2.0mg( 1×107 〜 2×108 個の生菌数に相当
する) とすることができる。また、微生物の培養条件
は、通常の好気性微生物の培養条件とすることができ
る。例えば、培地としては、硬質ゴムの他、窒素やリン
酸等の無機塩類を含む培地を使用することができ、培養
温度は20〜37℃、好ましくは30℃とすることができ、pH
は 6.0〜8.0 、好ましくは 7.0とすることができ、培養
時間は28〜56日又はそれ以上とすることができる。ま
た、培養の際、通気攪拌の必要は特になく、通気攪拌の
有無に関わらず、上記微生物の硬質ゴム分解能を発揮さ
せることができる。また、硬質ゴムの分解は硬質ゴムの
表面から内部へと進むので、硬質ゴムの表面積を大きく
するために、硬質ゴムを小断片として用いるのが好まし
い。
【0014】本発明の硬質ゴムの分解処理方法を使用す
ることにより、硬質ゴムを効率良く分解処理することが
できる。本発明の硬質ゴムの分解処理方法によれば、軟
質ゴムの不存在下であっても、軟質ゴムの存在下であっ
ても、効率よく硬質ゴムを分解することができる。本発
明の硬質ゴムの分解処理方法は、軟質ゴムの不存在下で
あっても、効率良く硬質ゴムを分解処理することできる
ので、軟質ゴムの不存在下で硬質ゴムを分解処理するの
に特に有用である。
【0015】また、本発明の硬質ゴムの分解処理方法を
使用することにより、いかなる硬質ゴムをも分解するこ
とができる。例えば、天然又は合成のイソプレンゴム製
品 (例えば、バス又はトラック用の大型タイヤ) 等の硬
質ゴムを分解することができる。本発明の硬質ゴムの分
解処理方法は、天然ゴムを多く含んでいるゴムを特に効
率良く分解することができるので、天然ゴムを比較的多
く含有しているトラックやバス用の大型タイヤ(特にス
チールラジアル型タイヤ)等の硬質ゴムの分解に適して
いる。
【0016】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、これらの実施例は本発明の範囲を何ら限定
するものではない。 〔実施例1〕ノカルディア属 Rd-Cm株の選抜 ノカルディア属 NR-35A 株の自然突然変異によって得ら
れた各種の変異株の中から、硬質の天然ゴム製品の分解
活性が非常に高い株を選抜し、この株をノカルディア属
Rd-Cm株と命名した。
【0017】〔実施例2〕 Rd-Cm株による硬質ゴムの分
解 一白金耳の Rd-Cm株及び市販のゴム手袋の裁断片0.2g
を、無機塩培地((NH4)2SO4:10g 、KH2PO4: 2g、K2HP
O4:16g、MgSO4・7H2O:0.2g 、NaCl:0.1g 、CaCl2:0.02g
、FeSO4:0.01g 、Na2MoO4・2H2O:0.5mg、Na2WO4・2H
2O:0.5mg、MnSO4:0.5mg 、蒸留水: 1L、pH 7.5) 200m
lに加えて、30℃で21日間培養して、得られる培養液を
種菌として使用した。一方、トラック用タイヤトレッド
のゴム片30mgを上記培地100ml に加えて、硬質ゴム分解
処理培養液を調整した。
【0018】次に、上記分解処理培養液に上記種菌10ml
を加えて、マグネチックスターラーで攪拌しながら30℃
で56日間分解処理を行なった。処理後タイヤゴム片を取
り出して、1N NaOH 中で10分間の加熱処理を行なった。
ゴム片を十分に水洗いしてから、真空乾燥して重量を測
定した。
【0019】その結果、初めのゴム片の重量を基準する
と、微生物の作用を全く受けずに残ったゴム片は27重量
%であり、微生物の作用によって分解または崩壊した部
分は73重量%であった。また、回収された微小な黒色粒
子 (直径約30ミクロン以下)は、31重量%であった。従
って、初めのゴム片の重量を基準にすると、42重量%が
完全に分解され、31重量%は黒色微粒子に変換されたこ
とになる。一方、アルカリ処理後の減少重量 (微生物の
作用をうけて分解または崩壊した部分) を基準とする
と、58重量%が完全に分解され、42重量%は微粒子に変
換されたことになる。
【0020】この微小粒子を0DCB中で加熱還流処理した
ところ、約 3分の1 は溶剤可溶性成分 (主にゴム分) で
あり、残りの約 3分の2 はカーボンブラック等の無機物
であると推定される結果が得られた。一方、微生物分解
を受ける前の初めのゴム片を分析した結果、約70%がゴ
ム分であった。従って、微生物の作用を受けた部分のう
ち、ゴム分の約8割が完全に分解され、約2割は微小粒
子に変換されたことになる。
【0021】〔実施例3〕タイヤゴムの種類と Rd-Cm株
の硬質ゴム分解能との関係 実施例2と同様の条件で 4種類のトラック用タイヤトレ
ッドの分解反応を行なった。トレッドゴム片は、トレッ
ドの表面部分(TC)と、より内部のベルト又はカーカスに
近い部分(BT)とに分けて、別々にサンプルを切り出して
試験した。原料ゴムの組成は熱分解ガスクロによって分
析した。
【0022】その結果を表1に示す。表1より、天然ゴ
ム含有量の比較的多いタイヤゴムは、本発明の方法によ
って良く分解されることが分かる。いずれのゴムサンプ
ルでも、アルカリ処理後の減少重量を基準にして、30〜
60重量%に相当する微小な黒色粒子が得られた。
【0023】
【表1】
【0024】〔実施例4〕タイヤゴムの種類と Rd-Cm株
の硬質ゴム分解能との関係 実施例2と同様の条件で、ラジアルタイヤD のトレッド
以外の部分のゴムサンプルの分解試験を行なった。その
結果を表2に示す。
【0025】
【表2】
【0026】〔実施例5〕硬質ゴム分解処理培養液量及
び通気攪拌条件と、 Rd-Cm株の硬質ゴム分解能との関係 ゴム片にはバイアスタイヤA-TC及びラジアルタイヤD-TC
を使用し、また種菌には実施例2と同様のものを使用
し、硬質ゴム分解処理培養液量と通気攪拌条件とを変化
させて、タイヤゴムを分解試験を行なった。
【0027】その結果を表3に示す。通気攪拌はスター
ラーで行い、また静置条件としたものは、1日に1回だ
け手で振盪攪拌を行なった後静置させた。表3から、い
ずれの方法でもほぼ同程度の分解速度が得られることが
分かる。すなわち、激しく通気攪拌しなくても十分な分
解速度が得られることが示された。
【0028】
【表3】
【0029】
【発明の効果】本発明の硬質ゴムの分解処理方法によ
り、硬質ゴムを効率良く分解することができる。本発明
の硬質ゴムの分解処理方法は、硬質ゴムを分解処理する
際に軟質ゴムを加えなくても効率良く硬質ゴムを分解処
理することができるので、軟質ゴムの不存在下で硬質ゴ
ムを分解処理するのに特に有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C12R 1:365) C08L 7:00 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 11/06 CEQ B09B 3/00 C12N 1/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノカルディア属に属し、軟質ゴムの不存
    在下で硬質ゴムを分解することができる微生物によって
    硬質ゴムを処理することを特徴とする硬質ゴムの分解処
    理方法。
  2. 【請求項2】 前記微生物が、ノカルディア属 Rd-Cm
    株、又はその変異株であって軟質ゴムの不存在下で硬質
    ゴムを分解することができる菌株である、請求項1記載
    の硬質ゴムの分解処理方法。
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DE602007005176D1 (de) 2006-01-20 2010-04-22 Bridgestone Corp Verfahren zur Herstellung eines Masterbatch aus Naturkautschuk unter Verwendung von biologisch abgebautem Gummipulver

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