(57)【要約】【課題】セルロースエステル材を処理する。【解決手段】複合材料１０は、偏光膜１１と保護膜１２とを備える。保護膜１２はセルロースエステル材１３とけん化層１４とからなる。第１処理設備４０の分解装置４２により、複合材料１０の偏光膜１１を除去するとともに、保護膜１２から単糖類と二糖類との少なくともいずれか一方を生成させる。単糖類と二糖類との少なくともいずれか一方は、水に含まれた糖液７７として得る。糖液７７を発酵装置４３へ案内し、発酵装置４３によりアルコール発酵させ、この発酵によりエタノール２５を生成させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロースエステルを含むセルロースエステル材を分解して単糖類と二糖類との少なくともいずれか一方を生成させる分解工程と、
前記分解工程で生成した単糖類と二糖類との少なくともいずれか一方をアルコール発酵させてエタノールを生成させる発酵工程とを有することを特徴とするセルロースエステル材の処理方法。
【請求項２】
前記分解工程には、前記セルロースエステル材の表面に被覆層が設けられた複合材料を供することを特徴とする請求項１記載のセルロースエステル材の処理方法。
【請求項３】
前記分解工程は、
前記セルロースエステル材をアルカリの水溶液に接触させることにより、前記セルロースエステルをセルロースにして前記セルロースを含むセルロース材にするアルカリ処理工程と、
セルラーゼを含む水溶液または懸濁液に前記セルロース材を接触させることにより、前記単糖類と二糖類との少なくともいずれか一方を生成させる酵素処理工程とを有することを特徴とする請求項１または２記載のセルロースエステル材の処理方法。
【請求項４】
用いるべき前記セルラーゼの全量を複数のロットにわけ、
前記酵素処理工程では、１ロット分の前記セルラーゼを含む水溶液または懸濁液を前記セルロース材に接触させて前記単糖類と二糖類との少なくともいずれか一方を生成させる工程と、生成した前記少なくともいずれか一方を未分解の前記セルロース材から分離する工程とを交互に繰り返すことを特徴とする請求項３記載のセルロースエステル材の処理方法。
【請求項５】
前記セルラーゼは、起源菌がトリコデルマ  リーセイ（ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉ）である酵素群と、アクレモニウム属である酵素群とを含むことを特徴とする請求項３または４記載のセルロースエステル材の処理方法。
【請求項６】
前記分解工程は、
硫酸の水溶液に前記セルロースエステル材を接触させることにより前記単糖類と二糖類との少なくともいずれか一方を生成させることを特徴とする請求項１または２記載のセルロースエステル材の処理方法。
【請求項７】
セルロース材を、トリコデルマ  リーセイ（ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉ）を起源菌とする酵素群とアクレモニウム属を起源菌とする酵素群とが含まれるセルラーゼの水溶液または懸濁液に接触させることにより分解することを特徴とするセルロース材の分解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルロースエステル材の処理方法及びセルロース材の分解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルロースエステルから形成されるセルロースエステルフィルムは、透明性や強靭性、難燃性、光学等方性等が優れることから、写真フィルムや各種光学用途の機能性シートに大量に用いられている。機能性シートとしては、光学異方性シートやハードコートシート等のような液晶ディスプレイに用いる各種シートがあり、セルロースエステルフィルムは、これらの機能性シートや写真フィルムのベース（支持体）として用いられている。このように、機能性シートはベースと機能層とを備える複層構造をもつ。
【０００３】
セルロースエステルフィルムを光学異方性シートのベースとして用いる場合には、セルロースエステルフィルムのフィルム面をけん化して生成したけん化層上に、光学異方性層がある。光学異方性層は、液晶化合物から形成される液晶層と、この液晶層の液晶化合物を所定の向きに配向させる配向層とを備え、配向層がけん化層上に密着して形成され、液晶層は配向層上に密着して形成されている。けん化に用いるけん化剤として、例えば特許文献１には、硫酸を含むけん化剤が記載されている。また、セルロースエステルフィルムをハードコートシートのベース材として用いる場合には、セルロースエステルフィルムのフィルム面にハードコートがある。
【０００４】
機能性シートは、利用されるべき大きさよりも大きく作られた例えば長尺の機能性フィルムから、所定のサイズで切り取ることで製造される。切り取った残りである余剰分の多くは、廃棄されたり焼却処分されているが、近年の廃棄物問題や二酸化炭素の排出量の軽減を背景として、有効利用することが望まれている。
【０００５】
そこで、例えば特許文献２は、セルロースエステル層上に形成された下塗り層と、バッキング層と、配向膜と、光学異方性層との少なくともいずれか１層を酵素分解により除去する方法を提案している。このセルロースエステル層中には添加剤が含まれており、特許文献２の方法は、酵素分解の後に、添加剤を過酸化水素等の酸化剤により分解することで、セルロースエステルを回収する。これにより機能性シートの余剰分のうちセルロースエステルは回収されるので、有効利用することができる。
【０００６】
さらに、特許文献３には、アセチルセルロースの成形品をアルカリ水溶液または酸性水溶液に浸漬した後、その成形品をセルラーゼで処理するセルロースエステルの回収方法が記載されている。また、特許文献４には、セルロースエステルフィルムをアルカリまたは酸で処理すること、セルラーゼの水溶液で処理することが記載されている。これら特許文献３，４の回収方法によると、特許文献２と同様にセルロースエステルが回収される。
【０００７】
また、特許文献５は、セルロースエステルであるアセチルセルロースがセルラーゼ等によって酵素分解を受けることに基づき、所定の生分解促進剤を含むアセチルセルロース組成物から構成される構造物を提案している。これにより、特許文献５の発明は、セルロース系プラスチックの自然環境下での分解性を向上させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２０１０−５２９２１６号公報
【特許文献２】特開２００４−２０３９６３号公報
【特許文献３】特開平５−２７１４６１号公報
【特許文献４】特開平７−２８６０６８号公報
【特許文献５】国際公開第００／５３８３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のけん化剤は、セルロースエステルフィルムのフィルム面だけを処理するにとどまり、セルロースエステルフィルム全体を処理するものではない。また、特許文献２〜４の方法は、セルロースエステルを回収するものであるので、利用するにしてもセルロースエステルを用いる用途に限られる。また、特許文献５の構造物は、廃棄した場合の自然環境への負担を軽減するものであり、利用に供する観点を満たすものではない。さらに、セルロースを分解するセルラーゼは各種知られているが、セルロースからなるセルロース材をより効率的に分解する方法が望まれている。
【００１０】
そこで本発明は、上記問題を解決するものであり、利用に供する観点から、セルロースエステルを含むセルロースエステル材を処理する処理方法及びセルロース材の分解方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のセルロースエステル材の処理方法は、セルロースエステルを含むセルロースエステル材を分解して単糖類と二糖類との少なくともいずれか一方を生成させる分解工程と、前記分解工程で生成した単糖類と二糖類との少なくともいずれか一方をアルコール発酵させてエタノールを生成させる発酵工程とを有することを特徴として構成されている。
【００１２】
分解工程には、セルロースエステル材の表面に被覆層が設けられた複合材料を供してもよい。
【００１３】
前記分解工程は、（１）セルロースエステル材をアルカリの水溶液に接触させることにより、セルロースエステルをセルロースにしてセルロースを含むセルロース材にするアルカリ処理工程と、セルラーゼを含む水溶液または懸濁液にセルロース材を接触させることにより、単糖類と二糖類との少なくともいずれか一方を生成させる酵素処理工程とを有すること、または、（２）硫酸の水溶液にセルロースエステル材を接触させることにより単糖類と二糖類との少なくともいずれか一方を生成させることが好ましい。
【００１４】
上記（１）においては、用いるべきセルラーゼの全量を複数のロットにわけ、酵素処理工程では、１ロット分のセルラーゼを含む水溶液または懸濁液をセルロース材に接触させて単糖類と二糖類との少なくともいずれか一方を生成させる工程と、生成した前記少なくともいずれか一方を未分解のセルロース材から分離する工程とを交互に繰り返すことが好ましい。
【００１５】
セルラーゼは、起源菌がトリコデルマ  リーセイ（ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉ）である酵素群と、アクレモニウム属である酵素群とを含むことが好ましい。
【００１６】
本発明のセルロース材の分解方法は、セルロース材を、トリコデルマ  リーセイ（ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉ）を起源菌とする酵素群とアクレモニウム属を起源菌とする酵素群とが含まれるセルラーゼの水溶液または懸濁液に接触させることにより分解することを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、有効利用に供する観点から、セルロースエステルを含むセルロースエステル材を処理することができ、また、セルロース材を効率的に分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】複合材料の断面図である。
【図２】複合材料の処理する第１の処理フロー図である。
【図３】第１処理設備の概略図である。
【図４】複合材料の処理する第２の処理フロー図である。
【図５】複合材料を処理する第２処理設備の概略図である。
【図６】セルロースエステル（ＣＥ）材の断面図である。
【図７】複合材料の断面図である。
【図８】複合材料の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の処理対象の一例である複合材料１０は、図１に示すように、偏光膜１１と、保護膜１２とを備える。この複合材料１０は、例えば、偏光板用につくられた長尺の機能材料からシート状に偏光板を切り取った余剰分であり、偏光板と同じ層構成をもつ。偏光膜１１は、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）や、変成ＰＶＡ等から構成され、ヨウ素等を含む場合もある。保護膜１２は、偏光膜１１の各膜面１１ａ，１１ｂに密着して配されている。このように、複合材料１０は、保護膜１２、偏光膜１１、保護膜１２が層状に重なった複層のフィルム状とされている。なお、図１においては、厚み方向を矢線Ｔで示す。
【００２０】
保護膜１２は、層状に重なるセルロースエステル材（以下、ＣＥ材と称する）１３とけん化層１４とを備える。各保護膜１２は、けん化層１４が偏光膜１１に接するように配される。
【００２１】
ＣＥ材１３は、セルロースエステルから形成されている。セルロースエステルとしては、特に限定されず、例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート等が挙げられ、これらのうちいずれかひとつであってもよいし、これらのうちの数種の混合物であってもよい。セルロースアセテートとしては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ジアセチルセルロース（ＤＡＣ）、モノアセチルセルロース等がある。
【００２２】
ＣＥ材１３には、各種の添加剤が含まれていてもよい。添加剤としては、マット剤としての微粒子や、可塑剤、レタデーション調整剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。微粒子は、例えばシリカ（ＳｉＯ２）から形成されている。
【００２３】
けん化層１４は、セルロースエステルからなるセルロースエステル成形体をけん化して生成する層であり、けん化されたセルロースエステルからなる。保護膜１２は、セルロースエステル成形体としてのセルロースエステルフィルム（図示無し）の一方のフィルム面に対しけん化処理を行って得られる。このけん化処理によってけん化された領域がけん化層１４、けん化されない領域がＣＥ材１３になり、けん化層１４はＣＥ材１３の一方の表面上に密着して形成される。このように形成されることから、けん化層１４は、ＣＥ材１３のセルロースエステルよりもアシル基置換度が低い。例えばセルロースエステル成形体がセルローストリアセテートから形成されたものである場合には、けん化層１４は、全体もしくは一部がセルロースジアセテート、セルロースモノアセテート、セルロースの少なくともいずれか１種から構成される。ＣＥ材１３を成すセルロースエステルのアシル基置換度が例えば概ね２．８６である場合には、けん化層１４はアシル基置換度が０．１以上２．０以下の範囲のセルロースエステルで形成される。
【００２４】
けん化層１４は、このようにセルロースエステル成形体のけん化により生成されるので、ＣＥ材１３と共通の添加剤を含んでいる場合がある。
【００２５】
保護膜１２におけるけん化層１４は、偏光膜１１との接着力を向上したり、一定の接着力を長期間保持するために形成される。このような接着力の観点で設けられるけん化層１４の厚みＴ１４は、概ね０．０１μｍ以上０．５μｍ以下の範囲とされる。また、ＣＥ材１３の厚みＴ１３は、概ね２０．０μｍ以上１００．０μｍ以下の範囲とされる。
【００２６】
図１ではＣＥ材１３とけん化層１４との境界を説明の便宜上図示しているが、この境界は必ずしも明確でなくてもよく、例えば目視で認めることができなくてもよい。また、複合材料１０は、けん化層１４を備えず、保護膜１２がＣＥ材１３のみからなる場合もある。
【００２７】
図２に示すように、複合材料１０を処理する第１の処理フロー２０は、第１分解工程２１と、第１分解工程２１の後の発酵工程２２とを有し、複合材料１０の保護膜１２からエタノール２５を生成させる。複合材料１０の処理効率は、複合材料１０の個々の大きさに影響されることがある。処理効率をさほど重視しない場合には、図２において符号Ａで示すフローのように、複合材料１０を第１分解工程２１のアルカリ処理工程２６に供する。また、処理効率をより高める場合には、図２において符号Ｂで示すフローのように、第１分解工程２１の前に、複合材料１０の個々の大きさが所定のサイズ以下であるかを判定すること（判定工程）が好ましい。複合材料１０の個々の大きさが所定のサイズ以下であれば、複合材料１０を第１分解工程２１のアルカリ処理工程２６に供する。また、所定のサイズよりも大きい複合材料１０があれば、複合材料１０を破砕工程２７に供し、この破砕工程２７により所定のサイズ以下の例えばチップ状にしてから、チップ状にされた複合材料１０をアルカリ処理工程２６に供する。
【００２８】
第１分解工程２１は、複合材料１０の保護膜１２から単糖類と二糖類との少なくともいずれか一方である糖３０を生成する工程である。第１分解工程２１は、アルカリ処理工程２６と、アルカリ処理工程２６の後の洗浄工程３１と、洗浄工程３１の後の酵素処理工程３２とを有する。アルカリ処理工程２６は、アルカリの水溶液（以下、アルカリ水溶液と称する）により保護膜１２をセルロース材３５にするととともに、偏光膜１１を分解する工程である。セルロース材３５は、ＣＥ材１３のセルロースエステルがけん化されて生成したセルロースからなる領域と、けん化層１４とが層状に重なった構成をもち、このけん化層１４は保護膜１２でのけん化層１４よりもさらにけん化が進んでいることが多い。
【００２９】
洗浄工程３１は、アルカリ処理工程２６で生成したセルロース材３５を水で洗浄することにより、分解した偏光膜１１を除去する工程である。洗浄工程３１は、水洗工程３６と脱水工程３７とを有する。
【００３０】
水洗工程３６は、セルロース材３５を水で洗浄し、アルカリ水溶液や分解した偏光膜１１をセルロース材３５から脱離させる工程である。脱水工程３７は、水洗工程３６で洗浄に用いた水を、セルロース材３５から除去する工程である。なお、脱水工程３７を経ても偏光膜１１がセルロース材３５上に残っている場合には、再度、水洗工程３６と水洗工程３６の後の脱水工程３７とを行うとよい。このように、洗浄工程３１は複数回繰り返し実施してもよく、洗浄工程３１の回数は特に限定されない。
【００３１】
酵素処理工程３２は、セルラーゼ（セルロース分解酵素）の水溶液（以下、セルラーゼ水溶液と称する）によりセルロース材３５を分解して糖３０を生成する工程である。発酵工程２２は、糖３０をアルコール発酵させてエタノール２５にする工程である。なお、酵素処理工程３２では、セルラーゼ水溶液に代えて、セルラーゼの懸濁液（以下、セルラーゼ懸濁液と称する）を用いてもよい。
【００３２】
複合材料１０を処理する第１処理設備４０は、図３に示すように、クラッシャ４１と、分解装置４２と、発酵装置４３と、蒸留装置４４とを上流側から順に備える。分解装置４２は、アルカリ処理ユニット４６と、洗浄ユニット４７と、酵素処理ユニット４８とを上流側から順に有する。
【００３３】
クラッシャ４１は、複合材料１０を、より小さなサイズに切断するためのものであり、切断機（図示無し）と、送出機（図示無し）とを有する。切断機は、供給された複合材料１０を、サイズがより小さくなるように、例えばチップ状に切断する。切断機としては、例えばロータリカッタやスリッタ等を用いる。送出機は、切断機により切断された複合材料１０をアルカリ処理ユニット４６へ送る。また、送出機としては、例えば、複合材料１０に風を吹き付けることにより複合材料１０をアルカリ処理ユニット４６へ送る風送機等を用いる。複合材料１０に対して破砕工程２７を行わない場合には、クラッシャ４１を設けなくてもよい。
【００３４】
アルカリ処理ユニット４６は、アルカリ処理工程２６を行うためのものであり、容器５１と、温度コントローラ５２とを備える。アルカリ処理ユニット４６は、さらに加圧機構５４を備えることがより好ましい。
【００３５】
容器５１には、複合材料１０とアルカリ水溶液５３とが案内される供給口５１ａが例えば上部に形成されている。容器５１は、アルカリ水溶液５３を貯留し、複合材料１０が供給される。この容器５１の内部でアルカリ水溶液５３と複合材料１０とが接触する。容器５１では、複合材料１０がアルカリ水溶液５３に浸漬されるように接触することが好ましい。
【００３６】
アルカリ水溶液５３は、保護膜１２のセルロースエステルをけん化するとともに偏光膜１１を分解するために用い、アルカリが水に溶解した水溶液である。アルカリは無機物と有機物とのいずれでもよい。好ましい無機物としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム等が挙げられ、好ましい有機物としては２−アミノエタノール、エチレンジアミン等が挙げられる。中でも水酸化ナトリウムが特に好ましい。
【００３７】
アルカリ水溶液５３の水素イオン指数ｐＨは、８以上１４以下の範囲が好ましい。これにより、ＣＥ材１３のセルロースエステルがより確実にセルロースにされ、けん化層１４に含まれるセルロースエステルもより確実にセルロースにされるとともに、偏光膜１１がより確実に、より効率的に分解する。アルカリ水溶液５３の水素イオン指数ｐＨは、１１以上１４以下の範囲であることがより好ましい。なお、アルカリ水溶液５３のｐＨは、アルカリの濃度を調整することにより調整する。
【００３８】
アルカリ水溶液５３におけるアルカリの濃度は、１０％以上５０％以下の範囲であることが好ましい。アルカリの濃度を低くとも１０％とすることにより、偏光膜１１がより確実に分解されるとともに、保護膜１２のセルロースエステルがより確実にセルロースになる。なお、上記の濃度は、アルカリの質量をＭ１、水の質量をＭ２とするときに、（Ｍ１／Ｍ２）×１００で求めるものである。
【００３９】
加圧機構５４は、容器５１の内部の圧力を常圧よりも高く上昇させる。このように容器５１内を加圧することにより、偏光膜１１の分解効果及び分解効率が高まるとともに、保護膜１２におけるセルロースの生成効果及び生成効率が高まる。なお、加圧機構５４を設けた場合の供給口５１ａは開閉自在であり、加圧されている間は閉状態とされる。
【００４０】
温度コントローラ５２は、容器５１の内部の温度を制御し、これにより容器５１中のアルカリ水溶液５３と複合材料１０との温度を制御する。
【００４１】
アルカリ処理工程２６中のアルカリ水溶液５３の温度は、加圧機構５４による容器５１内の圧力に応じて設定される。容器５１内を常圧にする場合には、室温（概ね２５℃）以上１００℃未満の範囲に調整されることが好ましく、７０℃以上１００℃未満の範囲に調整することがより好ましい。また、加圧して容器５１内を例えば０．０６ＭＰａ以上０．１ＭＰａ以下の圧力にする場合には、１００℃以上１２０℃以下の範囲に調整されることが好ましい。
【００４２】
アルカリ処理ユニット４６は、アルカリ水溶液５３と複合材料１０との混合物を攪拌する攪拌機５７を備えることが好ましい。攪拌機５７は、容器５１の内部に配される攪拌羽５７ａと、容器５１に挿通される回転軸５７ｂと、コントローラ５７ｃとを備える。回転軸５７ｂはコントローラ５７ｃにより所定の速度で周方向に回転する。攪拌羽５７ａは回転軸５７ｂに固定され、回転軸５７ｂと一体に回転する。攪拌羽５７ａの回転により、アルカリ水溶液５３と複合材料１０との混合物が攪拌される。
【００４３】
容器５１には、アルカリ水溶液５３を外部に排出する開閉自在な排出口５１ｂが例えば底部に形成されている。排出口５１ｂは、アルカリ水溶液５３及び複合材料１０が供給される間と、アルカリ処理工程２６中は閉状態とされ、アルカリ処理工程２６後には開状態とされる。アルカリ処理工程２６に使用したアルカリ水溶液５３は、この排出口５１ｂから廃液５８として排出される。排出口５１ｂには、アルカリ処理工程２６で生成するセルロース材３５の排出を抑止するフィルタ５１ｃが設けられている。
【００４４】
アルカリ処理ユニット４６としては、特開平５−８２２８号公報に記載されるチップ洗浄装置と、特開２００２−２１９４２５号公報に記載される加圧式洗浄装置が特に好ましい。
【００４５】
洗浄ユニット４７は、洗浄工程３１を実施するためのものである。洗浄ユニット４７は、アルカリ処理ユニット４６と同様に構成されている。すなわち、洗浄ユニット４７は、容器６１と、温度コントローラ６２とを備え、さらに攪拌機６３を備えることが好ましい。ただし、洗浄ユニット４７は加圧機構は備えていない。
【００４６】
容器６１は、水６６を貯留し、アルカリ処理工程２６で生成したセルロース材３５が供給される。供給されるセルロース材３５には、分解した偏光膜１１が付着している。容器６１の例えば上部には、水６６とセルロース材３５とが案内される供給口６１ａが形成されている。容器６１では、セルロース材３５が水６６に浸漬されるように接触することが好ましい。この容器６１の内部でセルロース材３５が水６６で清浄化され、水洗工程３６が行われる。温度コントローラ６２は、容器６１の内部の温度を制御し、これにより容器６１中の水６６とセルロース材３５との温度を制御する。水６６の温度は、２０℃以上１００℃以下の範囲内としてある。
【００４７】
攪拌機６３は、水６６とセルロース材３５との混合物を攪拌するためのものである。なお、攪拌機６３はコントローラ５７ｃと同様のコントローラを備えるが、図の煩雑化を避けるために、図３において図示を略している。
【００４８】
容器６１の例えば底部に形成されている開閉自在な排出口６１ｂは、水６６及びセルロース材３５が容器６１へ供給される間と、水洗工程３６中とは閉状態とされ、脱水工程３７中は開状態とされる。水洗工程３６に使用した水６６は、この排出口６１ｂから廃液６７として排出される。水６６の排出に伴い、偏光膜１１は排出される。排出口６１ｂに設けられるフィルタ６１ｃは、セルロース材３５の排出を抑止する。このフィルタ６１ｃにより、セルロース材３５は外部へ排出されることなく容器６１中にとどまる。
【００４９】
酵素処理ユニット４８は、酵素処理工程３２を実施するためのものである。酵素処理ユニット４８は、アルカリ処理ユニット４６と同様に構成されている。すなわち、酵素処理ユニット４８は、容器７１と、温度コントローラ７２とを備え、さらに攪拌機７３を備えることが好ましい。ただし、洗浄ユニット４７は加圧機構は備えていない。
【００５０】
容器７１は、セルラーゼ水溶液７６を貯留し、洗浄工程３１を経たセルロース材３５が供給される。容器７１の例えば上部には、セルラーゼ水溶液７６とセルロース材３５とが案内される供給口７１ａが形成されている。容器７１では、セルロース材３５がセルラーゼ水溶液７６に浸漬されるように接触することが好ましい。なお、セルラーゼ水溶液７６に代えて、セルラーゼを含むセルラーゼ懸濁液を用いる場合には、容器７１にはセルラーゼ懸濁液が貯留される。
【００５１】
セルラーゼ水溶液７６の質量は、セルロース材３５の質量の２倍以上３倍以下の範囲とすることが好ましい。
【００５２】
温度コントローラ７２は、容器７１の内部の温度を制御し、これにより容器７１中のセルラーゼ水溶液７６とセルロース材３５との温度を制御する。
【００５３】
攪拌機７３は、セルラーゼ水溶液７６とセルロース材３５との混合物を攪拌するためのものである。なお、攪拌機７３はコントローラ５７ｃと同様のコントローラを備えるが、図の煩雑化を避けるために、図３において図示を略している。
【００５４】
容器７１の例えば底部には開閉自在な排出口７１ｂが形成されている。排出口７１ｂは、酵素処理で生成した糖３０が溶けているセルラーゼ水溶液７６を糖液７７として排出する。
【００５５】
セルラーゼ水溶液７６は、セルロース材３５を単糖類と二糖類との少なくともいずれか一方に分解するためのものであり、セルラーゼが水に溶解した水溶液である。セルラーゼ水溶液７６のセルラーゼは、少なくとも３種の酵素を含む酵素群であることが好ましく、３種の酵素とは、セロビオハイドロラーゼ（ＣＢＨ）と、エンドグルカナーゼ（ＥＧ）と、β−グルコシダーゼ（ＢＧＬ）とである。セルラーゼ水溶液７６がセルロース材３５に接触すると、上記３種の酵素が協働してセルロース材３５を分解する。ＣＢＨは、セルロース材３５を成すセルロースの結晶性部分を末端から分解する。ＥＧはセルロースの非晶性部分をランダムに分解する。ＢＧＬは、セロビオース構造のβ結合部位を分解する。
【００５６】
ＣＢＨの質量は、セルラーゼの質量の８７質量％以上９３質量％以下の範囲であり、ＣＢＨの質量に対するＥＧとＢＧＬとの質量の和、すなわち｛（ＥＧの質量）＋（ＢＧＬの質量）｝／（ＣＢＨの質量）の値は０．０４以上０．１５以下であることが好ましい。これにより、セルロース材３５がより確実に、より効率的に分解される。ＣＢＨの質量は、セルラーゼの質量に対して８７質量％以上９３質量％以下の範囲であることがより好ましい。
【００５７】
セルラーゼは、起源菌（生産菌）がトリコデルマ  リーセイ（ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉ）、アスペルギルス  ニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｎｉｇｅｒ）、バチルス  ズブチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）、パイロコッカス  ホリコシ（Ｐｙｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｈｏｒｉｋｏｓｈｉｉ）や、アクレモニウム（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ）属等である酵素群が好ましく、中でもトリコデルマ  リーセイ（ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉ）である酵素群がさらに好ましい。起源菌が異なる複数種類の酵素群を併用してもよい。
【００５８】
セルラーゼとして特に好ましくは、トリコデルマ  リーセイ（ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉ）由来の酵素群と、アクレモニウム属由来の酵素群とを混合したものである。アクレモニウム属の菌としては、セルラーゼ生産菌（糸状菌）があり、例えばアクレモニウム・セルロリティカス（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌｏｌｙｔｉｃｕｓ）等がある。
【００５９】
けん化層１４（図１参照）がセルロースを含む場合のセルロースは結晶性セルロースであり、また、けん化層１４がセルロースエステルを含む場合のセルロースエステルはアルカリ処理工程で結晶性セルロースになる。そこで、セルラーゼは、アヴィセル（Ａｖｉｃｅｌ）糖化活性やβ−グルコシダーゼ（β−ｇｌｕｃｏｓｉ  Ｄａｓｅ）活性を有するものが好ましく、これらの活性が高いものほどよい。例えば、Ａｖｉｃｅｌ糖化活性が２００Ｕｎｉｔｓ／ｍｇ以上のもの、β−ｇｌｕｃｏｓｉ  Ｄａｓｅ活性が１００Ｕｎｉｔｓ／ｍｇ以上のものが特に好ましい。
【００６０】
Ａｖｉｃｅｌ糖化活性（Ａｖｉｃｅｌａｓｅ）の上記値は、下記の（１）〜（４）に記載される方法で求める値である。他の方法で求める場合には、その方法で求める値と下記の（１）〜（３）に記載される各方法で求める値とを対応付けて、下記の（１）〜（４）に記載される各方法による場合に２００Ｕｎｉｔｓ／ｍｇ以上となる範囲を求めるとよい。
（１）井上喜八郎、他４名  「ソフトセルロースの酵素糖化とエタノールへの変換」、生物工学会誌、公益社団法人日本生物工学会、２００９年１２月１６日、第８８巻、第２号、ｐ６６−７２
（２）Ｏｇａｗａ，  Ｋ．：  Ｐｒｏｃ．  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｅｍｉｎｏｒ  ｏｎ  Ｕｕｎｄｅｒｕｔｉｌｉｚｅｄ  Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｔｒｏｐｉｃｓ  （ＪＳＰＳ），  ｐ．  １３１-１４１，  Ｐｈｉｌｉｐｐｉｎｅｓ  （１９８８）．
（３）Ｔｏｙａｍａ，  Ｎ．  ａｎｄ  Ｏｇａｗａ，  Ｋ．：  Ｐｒｏｃ．  ＩＦＳ，  Ｆｅｒｍｅｎｔ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｔｏｄａｙ，  ｐ．  ７４３-７５７  （１９７７）．
（４）Ｏｇａｗａ，  Ｋ．，  Ｔｏｙａｍａ，  Ｄ．，  ａｎｄ  Ｆｕｊｉｉ，  Ｎ．：  Ｊ．  Ｇｅｎ．  Ａｐｐｌ．  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．，３７，  ２４９-２５９  （１９９１）．
【００６１】
β−ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ活性は、１．０％サリシン溶液（和光純薬工業（株）製，特級）を用いてＣＭＣ糖化活性（ＣＭＣａｓｅ）に準じて測定し、求める。応液中の生成還元糖はソモギ−ネルソン（Ｓｏｍｏｇｙｉ−Ｎｅｌｓｏｎ）法で定量される。なお、酵素単位は、Ａｖｉｃｅｌ糖化活性とβ−ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ活性とのいずれの酵素活性測定法においても、各々の反応条件下で１分間に１μｍｏｌのグルコースまたはキシロース（キシラナーゼ活性測定）を生成する酵素量を１単位として算出する。
【００６２】
上記３種の酵素を含むセルラーゼとしては、表１の「セルラーゼ」欄のタイプＡ〜タイプＰがより好ましい。なお、セルラーゼのタイプＡ〜タイプＭを含む各セルラーゼ水溶液についても、下記の表１の「セルラーゼ水溶液７６の種類」欄のように、以下の説明においてはタイプＡ〜タイプＰと称する。
【００６３】
【表１】
2014079242.tif 000003
【００６４】
表１におけるタイプＰのセルラーゼは、タイプＭのセルラーゼとタイプＮのセルラーゼとの混合物であるので、「商品名」欄には「混合物」と記載している。タイプＭとタイプＮのセルラーゼは、いずれも水溶液として流通しており、タイプＰのセルラーゼは、水溶液での質量比（タイプＭ：タイプＮ）が２：３〜９：１の範囲であることがより好ましい。
【００６５】
また、タイプＮのセルラーゼとタイプＯのセルラーゼとの各起源菌は、アクレモニウム属であり、タイプＭのセルラーゼの起源菌は、トリコデルマ  リーセイである。したがって、タイプＰのセルラーゼは、アクレモニウム属由来のセルラーゼとトリコデルマ  リーセイ由来のセルラーゼとの混合物である。なお、タイプＮのセルラーゼの起源菌は、アクレモニウム属セルラーゼ生産菌（糸状菌）であり、アクレモニウム・セルロリティカス（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ  ｃｅｌｌｕｌｏｌｙｔｉｃｕｓ）である。
【００６６】
セルラーゼ水溶液７６におけるセルラーゼの質量は、アルカリ処理ユニット３６へ案内するＣＥ材１３の質量に対して少なくとも３％であることが好ましい。すなわち、セルラーゼの質量をＭ３、ＣＥ材１３の質量をＭ４とするときに、（Ｍ３／Ｍ４）×１００が少なくとも３％であることが好ましい。これにより、セルロース材３５がより確実に、より効率的に分解される。セルラーゼ水溶液７６におけるセルラーゼの質量は、ＣＥ材１３の質量に対して３％以上２５％以下の範囲であることがより好ましく、５％以上２０％以下の範囲であることがさらに好ましく、７％以上１５％以下の範囲であることが特に好ましい。なお、酵素処理工程３２に供するものはＣＥ材１３ではなくセルロース材３５である。しかし、酵素処理ユニット４８に案内されるセルロース材３５は、乾燥等の処理を経なければ質量を正確に求めることができない。これに対してアルカリ処理工程２６に供するＣＥ材１３の質量は、正確に求めることができる。そこで、本実施形態ではセルラーゼ水溶液７６におけるセルラーゼの質量は、ＣＥ材１３の質量を基準にして、上記の通り少なくとも３％としている。
【００６７】
セルラーゼ水溶液７６は、水素イオン指数（ｐＨ）が２以上１１以下の範囲が好ましい。これにより、セルロースがより確実に、効率的に分解される。
【００６８】
セルラーゼ水溶液７６は、ｐＨを上記範囲に調整するための緩衝液（バッファ）を含む。緩衝液の量を調整することにより、セルラーゼ水溶液７６のｐＨは調整される。
【００６９】
酵素処理工程３２中のセルラーゼ水溶液７６の温度は、室温（概ね２５℃）以上１００℃以下の範囲内に調整することが好ましく、セルラーゼ水溶液７６がタイプＨである場合には１００℃でもよい。これにより、セルラーゼがより確実に、効率的に分解される。セルラーゼ水溶液７６の温度は、３０℃以上７０℃以下の範囲内であることがより好ましく、４０℃以上６０℃以下の範囲内であることがさらに好ましい。
【００７０】
なお、酵素処理ユニット４８と発酵装置４３との間に、限外ろ過膜を備えるろ過装置（図示無し）を設けてもよい。このろ過装置は、糖液７７からセルラーゼを分離して除去するためのものである。このようなろ過装置としては、例えば、特開２００６−８８１３６号公報に記載される限外ろ過膜装置が挙げられる。このように、糖液７７を発酵装置４３へ供する前にセルラーゼを糖液７７から分離することにより、分離したセルラーゼは再利用される。
【００７１】
発酵装置４３は、糖液７７に含まれる糖３０をアルコール発酵によりエタノール２５とするためのものである。発酵装置４３は、糖液７７と例えば乾燥酵母等の酵母とが案内されると、糖液７７に含まれる糖３０を酵母によりアルコール発酵してエタノール２５と二酸化炭素とを生成する。
【００７２】
エタノール２５は、発酵装置４３により、水との混合物として得られる。そこで、純物質としてのエタノール２５を得るために、エタノール２５と水との混合物は蒸留装置４４へ案内される。なお、エタノール２５と水との混合物は、蒸留装置４４に案内される前にろ過装置（図示無し）に案内して固体の不純物をろ別することが好ましい。また、保護膜１２がトリフェニルフォスフェート（ＴＰＰ）、ビフェニルジフェニルフォスフェート（ＢＤＰ）等の添加剤を含む場合には、酵素処理ユニット４８により得られる糖液７７は、白い沈殿を含む。この沈殿も、蒸留装置４４に使用される前述のろ過装置によりろ別される。
【００７３】
なお、本実施形態では、アルカリ処理工程２６をアルカリ処理ユニット４６で行い、洗浄工程３１を洗浄ユニット４７で行い、酵素処理工程３２を酵素処理ユニット４８で行っている。しかし、第１分解工程２１はこの態様に限られない。例えば、アルカリ処理工程２６、洗浄工程３１、酵素処理工程３２から選ぶ少なくとも２工程をひとつの処理ユニットで行ってもよい。
【００７４】
次に、上記構成の作用について説明する。複合材料１０に対して破砕工程２７を行う場合には、複合材料１０はクラッシャ４１の切断機に案内される。この切断機により複合材料１０はより小さいサイズに切断される。より小さいサイズにされた複合材料１０は、送出機の風の吹き付けにより、クラッシャ４１とアルカリ処理ユニット４６とを接続する配管を介してアルカリ処理ユニット４６へ送られる。複合材料１０に対して破砕工程２７を行わない場合には、クラッシャ４１を介さずに、複合材料１０はアルカリ処理ユニット４６へ案内される。
【００７５】
アルカリ処理ユニット４６の容器５１には、所定の処方に予めつくられたアルカリ水溶液５３が案内され、アルカリ水溶液５３は温度コントローラ５２により所定の温度範囲となるように温度制御されるとともに、攪拌機５７により攪拌される。複合材料１０は、容器５１へ案内されると、貯留されたアルカリ水溶液５３に例えば浸漬されて接触し、アルカリ処理工程２６が行われる。これにより保護膜１２はセルロースからなるセルロース材３５にされるとともに、偏光膜１１は分解される。アルカリ処理工程２６中は、アルカリ水溶液５３の温度は所定の温度範囲に保持され、アルカリ水溶液５３と複合材料１０との混合物は攪拌機５７により攪拌される。攪拌により保護膜１２に含まれるセルロースエステルはより効率的にセルロースになるとともに、偏光膜１１はより効率的に分解する。
【００７６】
アルカリ処理工程２６により、複合材料１０はアルカリ処理工程２６により透明な状態から白い状態へと変化し、ある程度白くなるとその変化は止まる。このように白くなる変化が止まることを、以下、白化と称する。容器５１におけるアルカリ水溶液５３と複合材料１０との接触、すなわちアルカリ処理工程２６は、複合材料１０が白化するまで行う。白化することをもって、保護膜１２に含まれるセルロースエステルがけん化してセルロースになったといえるからである。白化までの時間は、前述の温度範囲ならびに圧力条件下では、１０分以上４８時間以内（例えば、１５時間）である。
【００７７】
白化した後に、排出口５１ｂを開状態にし、これによりアルカリ処理工程２６に使用したアルカリ水溶液５３を排出する。この排出に伴い、分解した偏光膜１１の一部も容器５１外へと排出される。フィルタ５１ｃにより、白化して得られたセルロース材３５は容器５１内へ残る。
【００７８】
水６６と分解した偏光膜１１が付着しているセルロース材３５とは、洗浄ユニット４７の容器６１へ案内されると、セルロース材３５は水６６に例えば浸漬されて接触し、水洗工程３６が行われる。これにより分解した偏光膜１１がセルロース材３５から脱離しする。脱離した偏光膜１１は、脱水工程３７により水６６とともに排出口６１ｂから排出されて除去される。水洗工程３６において攪拌機６３により攪拌することにより、分解した偏光膜１１はセルロース材３５からより確実に、より効率的に剥がれる。
【００７９】
水洗工程３６の後の脱水工程３７では、水６６を排出口６１ｂから廃液６７として排出する。脱離して水６６中に浮遊する偏光膜１１の小片は、水６６とともに排出される。分解した偏光膜１１の小片が容器６１の内部へ残っている場合には、水洗工程３６と脱水工程３７とを繰り返し行う。このようにして洗浄工程３１は行われ、セルロース材３５が得られる。
【００８０】
アルカリ処理工程２６を行わない場合には、ＣＥ材１３は、セルラーゼによってほとんど分解しない。しかし、上記方法によると、アルカリ処理工程２６によりエステル部分が分離し、セルロースと酸とが発生する。発生する酸は、例えば、セルロースエステルがアセチルセルロースである場合には酢酸である。この酸は、アルカリ処理工程２６と脱水工程３７とにより廃液５８，６７として除去される。このため、酵素処理工程によるセルロースの分解が確実にすすむ。
【００８１】
酵素処理ユニット４８の容器７１には、所定の処方に予めつくられたセルラーゼ水溶液７６が案内される。セルラーゼ水溶液７６は、温度コントローラ７２により所定の温度範囲となるように温度を制御されるともに、攪拌機７３により攪拌される。セルロース材３５は、容器７１に案内されると、貯留されたセルラーゼ水溶液７６に例えば浸漬されて接触し、酵素処理工程３２が行われる。これにより、セルロース材３５を構成するセルロースが分解する。分解はセルロースが糖３０になるまで行う。酵素処理工程３２中は、セルラーゼ水溶液７６の温度及びｐＨは、それぞれ所定の範囲に保持される。攪拌により、セルロースがより効率的に分解する。なお、生成する糖３０は、セルラーゼ水溶液７６の種類による。すなわち、表１に示すセルラーゼ水溶液７６の種類に応じて、単糖類のみが糖３０として生成したり、二糖類のみが生成したり、または、単糖類と二糖類との両方が生成する。
【００８２】
トリコデルマ  リーセイ（ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉ）由来のセルラーゼと、アクレモニウム属由来のセルラーゼとが混合されたセルラーゼ水溶液７６を用いることにより、セルロース材３５から糖３０が生成する酵素処理時間（糖化時間）がより短くなり、酵素処理工程３２がより効率良く進む。例えば、タイプＰのセルラーゼを用いることにより、タイプＭとタイプＮとのセルラーゼをそれぞれ単独で用いる場合に比べて酵素処理がより迅速に進み、より効率的に糖３０が生成する。
【００８３】
タイプＭとタイプＮとタイプＰとのセルラーゼ水溶液７６をそれぞれ使用した場合を比べると以下である。これらは、１０ｇのセルロース材３５を、２ｇの各セルラーゼ水溶液７６を用いて酵素処理工程３２を行った場合である。タイプＰのセルラーゼ水溶液７６は、１ｇのタイプＭのセルラーゼ水溶液７６と１ｇのタイプＮのセルラーゼ水溶液７６とを混合することにより調製した。酵素処理工程３２は、水素イオン指数ｐＨが４．５、セルラーゼ水溶液７６の温度が５５℃、酵素処理時間が５時間の条件で実施している。また、セルラーゼ水溶液７６と１０ｇのセルロース材３５とに水を加えて、全質量は１５０ｇとしている。なお、セルロース材３５は、アルカリ水溶液５３としての１５％水酸化ナトリウム水溶液で９５℃、１２時間実施するアルカリ処理工程２６と、洗浄工程３１とにより得たものである。
【００８４】
タイプＭのセルラーゼ水溶液７６を用いると、糖３０にならずに残ったセルロース材３５の残分の質量は３．２ｇである。また、タイプＮのセルラーゼ水溶液７６を用いると、糖３０にならずに残ったセルロース材３５の残分の質量は４．７ｇである。これらに対して、タイプＰのセルラーゼ水溶液７６を用いると、糖３０を生成せずに残ったセルロース材３５の残分の質量は０．８ｇであり、タイプＭ及びタイプＮの各セルラーゼ水溶液７６を用いる場合に比べて極めて少ない。すなわち、タイプＰのセルラーゼ水溶液７６のように、アクレモニウム属由来のセルラーゼとトリコデルマ  リーセイ由来のセルラーゼとの混合物を用いるセルラーゼ水溶液は、各由来のセルラーゼを単独で用いたセルラーゼ水溶液に比べて、酵素処理が迅速に進み、糖３０がより迅速に生成する。
【００８５】
発酵装置４３により、糖液７７中の糖３０からはエタノール２５が生成し、エタノール２５と水との混合物が得られる。この混合物は、蒸留装置４４での蒸留処理に供され、エタノール２５と、水とに分かれる。
【００８６】
また、糖液７７には、セルラーゼも含まれており、発酵装置４３で得られたエタノールと水との混合物には、このセルラーゼやセルラーゼが発酵装置４３による加熱で変性した変性物も含まれる。このセルラーゼやその変性物は、蒸留装置４４に案内されると、蒸留処理により、エタノール２５と分かれた水中に沈殿として残る。
【００８７】
なお、発酵装置４３と蒸留装置４４との間にろ過装置（図示無し）を設け、これにより蒸留前の糖液７７から固体の不純物を除去してもよい。
【００８８】
なお、上記実施形態では、酵素処理ユニット４８でセルロース材３５を糖３０になるまで分解し、発酵装置４３で糖３０をアルコール発酵している。しかし、酵素処理工程３２と発酵工程２２とは、特開２０１０−２４６４２２号公報に記載されるように、ひとつの処理ユニットを用いて行ってもよい。例えば、酵素処理ユニット４８へアルコール発酵のための酵母を案内し、この酵素処理ユニット４８で酵素処理による糖３０の生成とアルコール発酵によるエタノールの生成とをともに実施してもよい。
【００８９】
また、上記実施形態では、セルラーゼと水と緩衝液とを混合してセルラーゼ水溶液７６をつくり、このセルラーゼ水溶液７６を容器７１へ案内している。しかし、この態様に代えて、セルラーゼと水と緩衝液とをそれぞれ容器７１へ案内し、容器７１でセルラーゼ水溶液７６をつくってもよい。
【００９０】
また、セルラーゼ水溶液７６は、用いるべきセルラーゼの全量を小分けにして複数のロットにし、各ロット毎に調整してもよい。この場合には、１ロット分だけのセルラーゼを含むセルラーゼ水溶液７６を容器７１へ案内して酵素処理を行い、生成した糖を糖液７７として容器７１から抜き取る。抜き取った後に、さらに別の１ロット分だけのセルラーゼを含むセルラーゼ水溶液７６を容器７１に案内して酵素処理を行い、糖液７７を抜き取る。このように、酵素処理工程３２は、用いるべき全量のセルラーゼを小分けして、小分けされた所定量のセルラーゼによりセルロースの分解を行う第１工程と、生成した糖３０を第１工程後に抜き取り分解されていないセルロース材３５から分離する第２工程とを繰り返してもよい。この方法によると、生成した糖３０によるセルロースの分解の阻害が抑制され、セルロースがより効率的に分解する。
【００９１】
例えば、複合材料１０に代えて後述の複合材料１２０（図７参照）をアルカリ処理工程に供してセルロース材を得た後、このセルロース材を酵素処理工程３２に供した場合について以下の２結果が得られている。ひとつは、セルロース材５ｇと水１００ｇとを酵素処理ユニット４８に入れた後、セルラーゼ６ｇを添加する。セルラーゼ水溶液７６及びセルロース材３５との混合物を５５℃に保持しながら攪拌する。セルロース材３５が消失した時点をもってセルロースが糖３０に分解したと判定する。攪拌を開始してからセルロースが糖３０に分解するまでの時間は５時間である。他のひとつは、セルロース材５ｇと水１００ｇとを酵素処理ユニット４８に入れた後、セルラーゼ２ｇを添加する。添加してからセルラーゼ水溶液７６及びセルロース材３５との混合物を５５℃に保持しながら攪拌する。攪拌を開始してから２時間で糖液７７を容器７１から抜き取り、続けて新たに水１００ｇとセルラーゼ２ｇとを容器７１へ供給する。供給してからセルラーゼ水溶液７６及びセルロース材３５との混合物を５５℃に保持しながら攪拌する。攪拌を開始してからセルロースの残りが糖に分解するまでの時間は２時間であり、合計４時間でセルロースの全量が糖に分解したことになる。しかも後者の結果では、用いるセルラーゼの量も前者に比べて少なくなっている。
【００９２】
なお、第１分解工程２１は、アルカリ処理工程２６の前に、偏光膜１１と保護膜１２とを剥離するための予備分解工程（図示無し）を有してもよい。予備分解工程は、アルカリ処理工程２６のためのアルカリ処理ユニット４６を用いて実施してよく、本実施形態もそのようにしている。ただし、アルカリ処理ユニット４６の上流に、アルカリ処理ユニット４６と同様の構成をもつ処理ユニットを設け、この処理ユニットにより実施してもよい。
【００９３】
予備分解工程をアルカリ処理ユニット４６を用いて実施する場合について説明する。予備分解工程は、偏光膜１１を分解することにより偏光膜１１を保護膜１２から剥離する。予備分解工程でもアルカリ処理工程２６と同じくアルカリ水溶液５３を用い、さらに、このアルカリ水溶液に加えて過酸化物を用いる。過酸化物としては、洛東化成工業（株）から酸化糊抜き剤として製造及び販売されている製品名  ラクトーゲン  ＫＷＣ  ＣＯＮＣが好ましく、このラクトーゲン  ＫＷＣ  ＣＯＮＣの０．１％以上１．０％以下の濃度の水溶液がより好ましく、本実施形態では０．３％水溶液を用いている。ただし、過酸化物としてはこれに限られず、例えば、過炭酸ナトリウム等をラクトーゲン  ＫＷＣ  ＣＯＮＣに代えて、または加えて用いることができる。
【００９４】
予備分解工程で用いるアルカリ水溶液５３としては、例えば水酸化ナトリウム水溶液が好ましく、水酸化ナトリウムの濃度は１％以上５％以下の範囲が好ましく、１．５％以上４．０％以下の範囲がより好ましく、２％以上３．５％以下の範囲がさらに好ましい。本実施形態では３％水酸化ナトリウム水溶液を用いている。過酸化物として過炭酸ナトリウムを用いる場合の過炭酸ナトリウムの濃度は０．１％以上１．０％以下の範囲がより好ましい。
【００９５】
予備分解工程は、アルカリ水溶液５３と過酸化物と複合材料１０とを容器５１内において攪拌することにより、偏光膜１１を分解する。攪拌中のアルカリ水溶液５３と過酸化物との混合物の温度は、７０℃以上９０℃以下の範囲であることが好ましく、７５℃以上９０℃以下の範囲であることがより好ましく、８０℃以上９０℃以下の範囲であることがさらに好ましい。攪拌時間は２０分以上６０分以内の範囲が好ましく、３０分以上６０以内の範囲がより好ましく、４０分以上６０以内の範囲がさらに好ましい。
【００９６】
予備分解工程は、一方の保護膜１２上に、この保護膜と例えばポリエチレンナフタレート（ＰＥＴ）からなるＰＥＴ層との密着力を高める粘着層がさらに形成されている場合に、特に効果がある。このように粘着層が形成されている場合には、アルカリ水溶液５３と過酸化物との混合物は、偏光膜１１と粘着層との両方を分解する。この予備分解工程により、次工程であるアルカリ処理工程２６に要する時間が大幅に短縮されるとともに、アルカリ処理工程２６後の保護膜１２上に残る偏光膜１１が大幅に減少する。
【００９７】
予備分解工程の処理液としてアルカリ水溶液５３と過酸化物との混合物を用いる場合（実験Ａ、実験Ｂ）と、アルカリ水溶液５３のみを用いる場合（実験Ｃ）とを比べると以下である。これらは、１０ｇの複合材料を、処理液の温度を８０℃に保持しながら３０分攪拌して行った場合であり、この予備分解工程の後に、１５％水酸化ナトリウムをアルカリ水溶液５３として用いるアルカリ処理工程２６を実施している。アルカリ処理工程２６は、９５℃１２時間行った。予備分解工程は、アルカリ水溶液５３と過酸化物との混合物を用いる場合と、アルカリ水溶液５３のみを用いる場合とのいずれにおいても、アルカリ水溶液５３として３％水酸化ナトリウム水溶液を用いている。複合材料としては、一対の保護膜１２のうちの一方の表面上に粘着層が形成されているものを用いている。また、処理液を、アルカリ水溶液５３と過酸化物との混合物とする場合においては、過酸化物としてラクトーゲン  ＫＷＣ  ＣＯＮＣの０．３％水溶液を用いた実験Ａと、過酸化物として過炭酸ナトリウムの０．３％水溶液を用いた実験Ｂとを実施した。なお、各処理液は、水を加えることにより、複合材料１０の質量と合わせた全質量が１５０ｇとした。
【００９８】
予備分解工程の処理液としてアルカリ水溶液５３のみを用いる場合には、予備分解工程の次工程であるアルカリ処理工程２６を経た後、目視で確認したところ、偏光膜１１と粘着層とが一部保護膜１２上に残る。これに対し、処理液としてアルカリ水溶液５３と過酸化物との混合物を用いる実験Ａと実験Ｂとの場合には、同様に確認したところ、いずれの実験においても偏光膜１１と粘着層とは保護膜１２上に残らない。そして、実験Ａ〜Ｃで得られたセルロース材３５につき、酵素処理工程３２を実施した。
【００９９】
酵素処理工程３２は、２ｇのタイプＭのセルラーゼ水溶液７６を用いた。それぞれ得られたセルロース材３５及び２．０ｇのセルラーゼ水溶液７６との合計質量が１５０ｇとなるように水を加えた。ｐＨを４．５にし、温度を５５℃に保持して混合液を５時間攪拌した。
【０１００】
処理液としてアルカリ水溶液５３のみを用いた予備分解工程により得られたセルロース材３５のうち、酵素処理工程３２で糖３０にならずに残った残分の質量は５．６ｇである。また、実験Ａで得られたセルロース材３５のうち、酵素処理工程３２で糖３０にならずに残った残分の質量は３．２ｇである。実験Ｂで得られたセルロース材３５のうち、酵素処理工程３２で糖３０にならずに残った残分の質量は３．９ｇである。アルカリ処理工程２６と酵素処理工程３２の条件は上記の通り各実験共通である。したがって、各実験で得られたセルロース材３５をこの酵素処理工程３２に供した場合に、糖３０にならずに残った残分の量の違いは、アルカリ処理工程２６でセルロース材３５にならなかった残分の違いに対応する。また、アルカリ処理工程２６での処理時間は上記の通り各実験共通であるので、残分が少ないほど次工程であるアルカリ処理工程２６に要する時間が短いことを意味する。これらから、予備分解工程の処理液は、アルカリ水溶液５３のみを用いた場合よりも、実験Ａ、実験Ｂの方がアルカリ処理工程２６に要する時間が短く効率がよいことがわかる。
【０１０１】
図４に示すように、複合材料１０を処理する第２の処理フロー８０は、保護膜１２からエタノール２５を生成するフローであり、第１の処理フロー２０の第１分解工程２１に代えて、第２分解工程８１を有する。なお、図４に示す第２の処理フロー８０においては、第１の処理フロー２０と同じ工程については同じ符号を付し、説明を略す。
【０１０２】
第２分解工程８１は、複合材料１０を処理して保護膜１２から糖３０を生成する。ただし、第２分解工程８１で得られる糖３０には不純物等が含まれる場合がある。このような場合には、第２の処理フロー８０は、第２分解工程８１の後に不純物を除去する後処理工程８２を有することが好ましい。
【０１０３】
第２分解工程８１で得られる糖３０は、後述の通り硫酸等を含む水との混合物となっており、後処理工程８２は、この混合物である液を処理する。後処理工程８２は、この混合物である液をろ過するろ過工程８５と、ろ過工程８５でのろ液８３を中和する中和工程８６と、中和工程８６を経た液をろ過するろ過工程８７と、このろ過工程８７のろ液８８を活性炭で処理する活性炭処理工程８９及び活性炭処理工程８９の後にイオン交換処理を行うイオン交換工程９０とを有する。
【０１０４】
ここに示す後処理工程８３は、一例であり、糖３０に含まれる不純物や、発酵工程２２の条件等に応じて、ろ過工程８５，８７、中和工程８６、活性炭処理工程８９、イオン交換工程９０の一部がなくてもよい。
【０１０５】
図５に示す第２処理設備１００は、硫酸処理ユニット１０１と、ろ過装置１０４と、中和装置１０５と、ろ過装置１０６と、活性炭処理装置１０７と、イオン交換装置１０８とを上流側から順に備える。
【０１０６】
硫酸処理ユニット１０１は第２分解工程８１を行うためのものである。硫酸処理ユニット１０１は、アルカリ処理ユニットと同じ構成をもち、容器１１１と、温度コントローラ１１２とを備え、さらに攪拌機１１３を備えることが好ましい。
【０１０７】
容器１１１は、硫酸の水溶液（以下、硫酸水溶液と称する）１１６を貯留し、複合材料１０が供給される。容器１１１の例えば上部には、硫酸水溶液１１６と複合材料１０とが案内される供給口１１１ａが形成されている。容器１１１では、複合材料１０が硫酸水溶液１１６に浸漬されるように接触することが好ましい。この容器１１１の内部で複合材料１０が硫酸水溶液１１６で分解される。温度コントローラ１１２は、容器１１１の内部の温度を制御し、これにより容器１１１中の硫酸水溶液１１６と複合材料１０との温度を制御する。
【０１０８】
攪拌機１１３は、硫酸水溶液１１６と複合材料１０との混合物を攪拌するためのものである。なお、攪拌機１１３はコントローラ５７ｃと同様のコントローラを備えるが、図の煩雑化を避けるために、図５においては図示を略す。
【０１０９】
容器１１１の例えば底部に形成されている開閉自在な排出口１１１ｂは、硫酸水溶液１１６及び複合材料１０とが容器１１１へ供給される間と、第２分解工程８１とは閉状態とされ、得られた糖液１１７を抜き出す間は開状態とされる。排出口１１１ｂに設けられるフィルタ１１１ｃは、例えば分解されずに固形分として一部残った偏光膜１１の小片の排出を抑止する。
【０１１０】
硫酸水溶液１１６における硫酸の濃度は１質量％以上９０質量％以下の範囲内であることが好ましい。これにより、保護膜１２はより確実に、より効率的に分解される。硫酸水溶液１１６における硫酸の濃度は、５質量％以上５０質量％以下の範囲内であることがより好ましく、１０質量％以上３０質量％以下の範囲内であることがさらに好ましい。
【０１１１】
硫酸水溶液１１６の温度は、５０℃以上１００℃以下の範囲内であることが好ましい。これにより、保護膜１２はより確実に、より効率的に分解される。硫酸水溶液１１６における硫酸の濃度は、６０℃以上９５℃以下の範囲内であることがより好ましく、７０℃以上９０℃以下の範囲内（例えば９０℃）であることがさらに好ましい。
【０１１２】
保護膜１２にＴＰＰやＤＢＰ等が含まれる場合には、硫酸処理ユニット１０１で得られる糖液１１７は黒い油状物を含む。ろ過装置１０４は主にこの油状物を除去するためのものである。ろ過装置１０４には、油状物を液体と分離するフィルタ（図示無し）が備えられる。
【０１１３】
中和装置１０５は、中和工程８６を行うためのものであり、案内されてきたろ液８３を塩基で中和する。塩基としては例えば水酸化カルシウムが好ましい。
【０１１４】
ろ過装置１０６は、ろ過工程８７を行うためのものであり、中和装置１０５を経たろ液８３をろ過する。ろ過装置１０６には、中和工程８６で生じた沈殿を液体と分離するフィルタ（図示無し）が備えられる。
【０１１５】
活性炭処理装置１０７は、活性炭処理工程８９を行うためのものであり、例えば活性炭を収容する収容槽（図示無し）を備える。この収容槽には、ろ液８８を内部へ供給する供給口と活性炭を通過したろ液８８を抜き取る排出口とが形成されている。
【０１１６】
イオン交換装置１０８は、イオン交換工程９０を行うためのものであり、例えばイオン交換樹脂からなるフィルタ（図示無し）を備える。フィルタとしては、硫酸や酢酸を除去するものが挙げられる。
【０１１７】
上記構成の作用を説明する。硫酸処理ユニット１０１は、複合材料１０が案内されてくると、保護膜１２に含まれるセルロースエステルやセルロースを分解する。分解は、保護膜１２が糖３０に分解されるまで行う。この分解により糖３０が硫酸水溶液１１６に溶けた糖液１１７が得られる。
【０１１８】
硫酸水溶液１１６と複合材料１０との接触時間、すなわち第２分解工程８１の時間は、１時間以上２４時間以下の範囲内であることが好ましい。これにより保護膜１２を構成するセルロースエステルとセルロースとは糖３０にまでより確実に分解される。第２分解工程８１の時間は、３時間以上２０時間以下の範囲内であることがより好ましく、５時間以上１５時間以下の範囲内（例えば１２時間）であることがさらに好ましい。
【０１１９】
硫酸処理ユニット１０１で得られた糖液１１７は、ろ過装置１０４に案内されると、ろ過装置１０４のフィルタ（図示無し）により油状物がろ物（残渣）として除去される。得られたろ液８３は、硫酸水溶液１１６の硫酸を含む。そこでろ液８３は中和装置１０５に案内され、塩基で中和される。
【０１２０】
中和により沈殿が生じ、塩基として例えば水酸化カルシウムを用いる場合には硫酸カルシウムが沈殿として生じる。中和装置１０５では、ろ液８３がアルカリ性になるまですなわち過剰の塩基をろ液８３へ加えることが好ましい。塩基が過剰になったことは、例えば沈殿量の増加が止まることで判断することができる。なお、ろ液８３をアルカリ性になるまで塩基を加えた後には、酸を添加することにより、中和もしくは酸性にすることが好ましい。
【０１２１】
ろ液８３がろ過装置１０６に案内されると、ろ過装置１０６のフィルタ（図示無し）により沈殿はろ物（残渣）として除去され、ろ液８８が得られる。ろ液８８は、活性炭処理装置１０７へ案内され、活性炭と接触することにより脱色される。脱色されたろ液８８は、イオン交換装置１０８により、残存する硫酸や酢酸等が除去される。
【０１２２】
このようにして硫酸や酢酸等が除去されたろ液８８は糖３０を含み、発酵装置４３へ案内されて糖３０からアルコール２５を生成する。
【０１２３】
上記の各実施形態は、複合材料１０を処理して保護膜１２からアルコールを得るものであるが、本発明はこの態様に限定されず、一定のサイズをもちセルロースエステルを含むＣＥ材であれば処理対象となる。例えば、複合材料１０に代えて、図６に示す単層構造のＣＥ材１３を処理に供してもよい。このＣＥ材１３は、図１に示す複合材料１０におけるＣＥ材１３と同じであるので、図１と同じ符号を付し、説明は略す。この場合にはＣＥ材１３を構成するセルロースエステルの全量からアルコールを生成する。また、複合材料１０に代えて、図７に示す複合材料１２０を処理に供してもよい。複合材料１２０は、図１に示す複合材料１０における保護膜１２と同じ構成をもつ。さらにまた、複合材料１０に代えて、ＣＥ材１３とＣＥ材１３を被覆する被覆層とを備える複層構造の各種材料も処理対象となる。例えば写真フィルムや液晶ディスプレイ用のフィルム及びこれらの製造過程で生じた余剰分等も処理対象となる。液晶ディスプレイ用のフィルムとしては、光学補償フィルム、液晶層をさらに備える光学異方性フィルム、ハードコート層をさらに備えるハードコートフィルム等がある。
【０１２４】
また、複合材料１０に代えて、図８に示す複合材料１２２も処理対象となる。複合材料１２２は、ＣＥ材１２３とけん化層１２４とを備える。ＣＥ材１２３は糸状（線条）に形成されており、けん化層１２４はＣＥ材１２３の外周を被覆するように密着して設けられる。ＣＥ材１２３に代えて、内部が中空であるいわゆる中空糸形状のＣＥ材であってもよい。また、このような糸状の複合材料１２２が複数組み合わされた繊維、織物等の複合材料（図示無し）も処理対象となる。
【０１２５】
以上の方法によると、セルロースエステルを含むＣＥ材１３，１２３は、アルコールにされるので、例えば燃料としての用途が広がる。さらに、上記方法によると、けん化層１４，１２４もアルコールにされるので、ＣＥ材１３，１２３と同様に、例えば燃料としての用途が広がる。
【符号の説明】
【０１２６】
１０，１２０，１２２  複合材料
１３，１２３  ＣＥ材
１４，１２４  けん化層
４０    第１処理設備
４２    分解装置
４６    アルカリ処理ユニット
４８    酵素処理ユニット
４３    発酵装置
１００  第２処理設備
１０１  硫酸処理ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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