(57)【要約】  コポリエステルにおける二酸全体を基準として、６０モル％を超える芳香族酸を含む脂肪族−芳香族コポリエステルの生分解を促進する方法を提供する。この方法は、水溶液中の少なくとも１種類の加水分解酵素をコポリエステルに接触させることを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物による脂肪族−芳香族コポリエステルの加水分解を増大する方法であって、
前記コポリエステルが、
少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはそのエステル、および
少なくとも１種類の脂肪族ジカルボン酸またはそのエステル
を含み、前記芳香族酸が前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体の６０モル％を超え、約９９モル％までを占め、
水溶液中の少なくとも１種類の加水分解酵素を前記コポリエステルに接触させることを含む、方法。
【請求項２】
前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはエステルを少なくとも約６１モル％〜約９０モル％含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはエステルを少なくとも約７０モル％含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはエステルを少なくとも約７５モル％含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはエステルを少なくとも約８０モル％含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはエステルが、テレフタル酸、ジメチルテレフタレート、イソフタル酸、ジメチルイソフタレート、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ジメチル−２，６−ジカルボン酸、ジメチル−２，６−ナフタレンおよびこれらの混合物からなる群から選択され；前記少なくとも１種類の脂肪族ジカルボン酸またはエステルが、コハク酸、コハク酸ジメチル、グルタル酸、グルタル酸ジメチル、２−メチルグルタル酸、３−メチルグルタル酸、アジピン酸、アジピン酸ジメチル、シュウ酸、シュウ酸ジメチル、マロン酸、マロン酸ジメチル、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の脂肪族酸またはエステルを約１モル％〜約４０モル％未満含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の脂肪族酸またはエステルを約２０モル％〜約４０モル％未満含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記コポリエステルが、デンプン、タンパク質、セルロース、ワックス、充填剤、ケイ酸塩充填剤、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアミドまたはこれらの混合物と合わせられる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記コポリエステルがさらに、少なくとも１種類のジオールを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１種類のジオールが、１，２−エタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、エチレングリコール、ジ（エチレングリコール）、トリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（アルキレンエーテル）グリコール、ポリ（プロピレンエーテル）グリコールおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記コポリエステルがさらに、スルホン化化合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジオール全体またはジカルボン酸全体を基準として、スルホン化化合物を約０．１〜約１０．０モル％含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記スルホン化化合物が、スルホン化モノもしくはジカルボン酸、またはそのエステルもしくは金属塩からなる群から選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記スルホン化化合物が、スルホコハク酸、３−スルホ安息香酸、４−スルホ安息香酸、５−スルホサリチル酸、スルホフタル酸、スルホテレフタル酸、および５−スルホイソフタル酸、またはそのエステルもしくは塩からなる群から選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の脂肪族カルボン酸またはエステルを約２０モル％〜約４０モル％未満含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記コポリエステルがさらに、少なくとも１種類のジオールを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、グルタル酸ジメチル約１７．５モル％、ジメチル５−スルホイソフタレート、ナトリウム塩約２モル％を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記コポリエステルがさらに、ポリ（エチレングリコール）約８重量％を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記水溶液が、少なくとも１種類の加水分解酵素約０．１〜約１０重量％を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１種類の加水分解酵素が、プロテアーゼ、リパーゼ、クチナーゼ、エステラーゼおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１種類の加水分解酵素が、リパーゼを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１種類の加水分解酵素が、リパーゼを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項２４】
前記少なくとも１種類の加水分解酵素が、リパーゼを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも１種類の加水分解酵素の接触が、前記少なくとも１種類の加水分解酵素と前記コポリエステルとの、吹付け、塗装、コーティング、塗布、処理、および混合からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記微生物による前記コポリエステルの分解前に、前記コポリエステルに前記少なくとも１種類の加水分解酵素を接触させる、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記コポリエステルが、廃棄物コンテクスト中に位置する、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
前記廃棄物コンテクストが、固形廃棄物、コンポスト、または廃水処理システムである、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記少なくとも１種類の加水分解酵素の接触が、前記少なくとも１種類の加水分解酵素と前記コポリエステルとの、吹付け、塗装、コーティング、塗布、処理、および混合からなる群から選択される、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー化学分野に関する。さらに具体的には、本発明は、酸総含量を基準として、６０モル％を超える芳香族酸を有する脂肪族−芳香族コポリエステルを廃棄する前または後に、酵素処理によって廃棄物（ｄｉｓｐｏｓｅｄ  ｐｒｏｄｕｃｔ）の生分解を促進する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン、ポリスチレン、およびポリプロピレンなどの合成ポリマーは、温度および圧力の変動、炎暴露等の大きな幅がある条件にわたって、その機能性を保持しなければならないことから、炭素原子のみの主鎖を有するように合成され、そのため、化学分解および酵素分解に対して抵抗性となる。ポリマー主鎖へのヘテロ原子の導入によって、エステルおよびアミンなどの官能基が生成され、それによって、ポリエステルの加水分解、つまり分解の受けやすさが高まり、その結果、廃棄した際のポリエステルの生物分解能力が改善される。
【０００３】
ポリエステルポリマーは、化学または酵素処理のいずれかによって加水分解を受けやすい。多くのポリエステル、特に脂肪族モノマーのみで構成されるポリエステル、例えばポリヒドロキシブチレートおよびポリ（ε−カプロラクトン）は、生分解性であるとみなされる。Ｍｕｌｌｅｒら（２００１年）Ｊ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．，８６：８７〜９５頁；Ａｂｏｕ−Ｚｅｉｄら（２００１年）Ｊ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．，８６：１１３〜１２６頁を参照のこと。しかしながら、脂肪族ポリエステルは、融解温度が低く、分解し易さが高いことから、多くの用途に対して、所望の材料特性、特に耐久性を欠いている。一方、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）によって例示される芳香族ポリエステルは、幅広い用途で使用するのに望ましい耐久性を有するが、一般に非生分解性であると見なされる。Ｋｉｎｔ，Ｄ．ａｎｄ  Ｍｕｎｏｚ−Ｇｕｅｒｒａ，Ｓ．，（１９９９年）Ｐｏｌｙｍ  Ｉｎｔ  ４８：３４６〜３５２頁を参照のこと。耐久性と生分解性との間の緊張は、対費用効果が高い廃棄物処理の達成に常に付きまとう問題である。一方、脂肪族ポリエステルで製造された使い捨て製品は、環境的には魅力的であるが、やはり許容可能な耐久性を欠いている。他方では、芳香族ポリエステルで製造された製品は、好ましい頑丈さを有するが、その廃棄はよりいっそう生態学的に負担となる。
【０００４】
このジレンマに対する部分的な解決策は、耐久性および生分解性生成物を生成する脂肪族−芳香族コポリエステルの使用である。しかしながら、生分解率が、コポリエステル中の芳香族酸の含量に比例することから、使い捨て製品において高い芳香族含量のコポリエステルを使用することは、まだ完全に満足の行くものではない。本質的に、耐久性と生分解性との間の緊張はまだ残っており：脂肪族含有率が高くなるほど、生分解性が高くなるが、製品の耐久性が低くなる。さらに、芳香族含有率が高くなるほど、工業的有用性が高くなるが、環境的な害が続く可能性が高くなる。
【０００５】
未処理脂肪族−芳香族コポリエステルの使用が依然として、不十分な解決策のままであるかについては、現在の廃棄物処理の実施でのいくらかの背景が必要である。主な２つの廃棄物処理の実施は、埋立地の使用およびコンポスト化を含む。最も簡単な埋め立ては、プラスチックおよび／粘土で裏当てされ、かつ満杯になると泥で覆い隠される、特別な構造の穴に、非生分解性であるか、または分解が比較的難しい材料を投棄することを含む。埋め立ては、固形廃棄物処理としても公知である。埋立地において、固形廃棄物は、地下水および空気から分離され；廃棄物は乾燥したままであり、一般に微生物作用を受けず、したがって、非常にゆっくりと分解する。最終的には、経済的および環境的損失が増え続ける、埋立地の使用は、持続可能な、長期的な解決策ではない。例えば、ＰＥＴなどの非生分解性芳香族ポリエステルを埋立地において化学的に分解することができたとしても、かかる分解には、高温の点から著しいエネルギー入力、およびポリマー主鎖を破壊するのに強い酸が必要であるため、周囲の土壌および地下水を潜在的に浄化する必要がある。
【０００６】
特に生活廃棄物のコンポスト化は、生態学的に魅力的な埋め立ての代替法であるが、最初に廃棄物の仕分けおよび／または分離が必要であるため、一般に高い費用が必要である。最初に資源分別された廃棄物の回収が必要とされる、ドイツでの実現努力が記載されている、ＤｅＷｉｌｄｅ，Ｂ．ａｎｄ  Ｂｏｅｌｅｎｓ（１９９８年）Ｊ．，Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，５９：７〜１２頁を参照のこと。コンポスト化は、微生物作用による材料の生分解を含む。それは主に、一般に７０℃以下であり、平均５５〜６０℃付近の温度、相対湿度１００％での穏やかな嫌気性条件下にて、数週間から数ヶ月の曝露期間中に起こる、２段階酵素プロセスである。コンポストにおけるポリマー生分解の第１段階は、細胞外加水分解酵素によって達成されるポリエステル主鎖の加水分解によって起こる。これらは通常、微生物叢の混合物によって分泌され、ポリエステル主鎖を小さなポリマー断片および／またはそれぞれのモノマーに切断する。最終的に、切断によって、酵素を分泌した微生物叢と同じ、または同じではない、微生物叢の１種または複数種によって吸収されることができる断片および／またはモノマーが生じる。第２段階は、生物学的段階であり；微生物が断片および／またはモノマーを吸し、ＣＯ2および浸出液を含むバイオマス、バイオガスへと代謝する。
【０００７】
埋立地使用の代替案として役立つことに加えて、リサイクルできない、埋立地の固形廃棄物の量を減らし、安価な、有益な肥料を製造するために、コンポスト化は、埋立地の補助としても使用される。しかしながら、コンポストの販売に関する１つの制限は、プラスチックフィルムおよび繊維断片など、未分解の生分解性ポリマーの目に見える混入である。コンポスト化は、商業上価値のある製品を生成することができる、環境的に魅力的な廃棄物プロセスであることから、コンポスト化中の生分解性ポリマー、特に脂肪族−芳香族コポリエステルの分解を改善する方法が必要とされている。かかる方法は、廃棄物を最初に資源分別する必要性および費用を低減することによって、コンポスト化の環境的かつ商業的特典を高めるだろう。
【０００８】
他の廃棄物処理の実施は、廃水処理システム、腐敗システムおよびゴミ処理システムを含む。埋め立ておよびコンポスト化と同様に、廃水処理は、地域社会レベルで実施され、水が再利用する前、または水が水域に入る前の、下水の処理および廃水の再生を含む。下水の予備処理では、おむつおよび他のコポリエステル製品、砂、砂利、生ゴミ処分からの大きな食べかす等を未処理の汚物および雑排水から選別する。その後に、回収されたゴミは、埋立地および／またはコンポスト化システムにおいて処理される。廃水システムから回収される他の種類の沈降有機廃棄物は、汚泥およびスカムを含む。これらは、生物分解されるコポリエステルを含有する。廃水から沈降すると、汚泥およびスカムは消化タンクに注入され、そのタンク内で微生物が廃棄物を約１ヶ月間分解し、次いでそれが埋立地に送られる。腐敗システムおよびゴミ処理システムは、個々の滞留レベルで実施され、一般に、炭酸飲料容器またはおむつ等、高芳香族コポリエステルで製造された物品（ｇｏｏｄｓ）の処理に関係していない。これらのシステムにおけるかかる物品の処理は一般に、大きな損害をもたらす。
【０００９】
特定の脂肪族−芳香族コポリエステルは、穏やかな嫌気性コンポスト化条件下で生分解性であり、さらに、ガスバリア透過性、強度、耐薬品性、および無菌性などのいくつかの望ましい材料特性を保持する（Ｍｕｌｌｅｒら、上記）。具体的には、酸の総含量を基準として芳香族酸を６０モル％まで有する脂肪族−芳香族コポリエステルは生分解性であると報告されている。Ｇｏｕｄａら（２００２年）Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ  Ｐｒｏｇ  １８：９２７〜９３４頁；Ｗｉｔｔら（１９９９年）Ａｎｇｅｗ  Ｃｈｅｍ  Ｉｎｔ  Ｅｄ  ３８（１０）：１４３８−１４４２；Ｋｌｅｅｂｅｒｇら（１９９８年）Ａｐｐｌ．Ｅｎｖ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．６４（５）：１７３１〜１７３５頁；Ｍｕｌｌｅｒら（上記）；Ｋｏｃｈらの米国特許第６，２５５，４５１号明細書を参照のこと。したがって、これらのコポリエステルは卓越して、コンポスト化可能である。一方、高芳香族含量コポリエステル、つまり酸の総含量を基準として６０モル％を超える芳香族酸を有するコポリエステルは一般に、「かかる材料がコンポスト化プロセスにおける分解に適していないであろう非常に低い」（Ｍｕｌｌｅｒら、上記）生分解率を有すると考えられる。
【００１０】
ポリマーを二酸化炭素、バイオマス、および浸出液に無機物化するために、加水分解酵素および／または種々の微生物集合体を使用して、脂肪族−芳香族コポリエステルの分解率を増大する様々な方法が報告されている。これらの報告は：加水分解酵素、例えばリパーゼ、エステラーゼ、プロテアーゼ、アミラーゼ、クチナーゼ等を使用した食料廃棄物の処理（Ｃｏｏｎｅｙ，Ｊｒ．による米国特許第６，３５０，６０７号明細書）；ポリエステルを分解するための、酵素触媒および／または微生物の混合培養物の使用（Ｔａｄｒｏｓらによる米国特許第５，９９０，２６６号明細書および米国特許第６，１９１，１７６号明細書）；Ａｂｏｕ−Ｚｅｉｄら、上記；Ｗｉｔｔら、上記；Ｍｕｌｌｅｒら、上記；Ｋｉｎｔ  ａｎｄ  Ｍｕｎｏｚ−Ｇｕｅｒｒａ、上記；Ｋｌｅｅｂｅｒｇら、上記；Ｋｏｃｈらによる米国特許第６，２５５，４５１号明細書；Ｇｏｕｄａら，上記を含む。しかしながら、これらの報告では、酸の総含量を基準として６０モル％以下の芳香族酸含有率を有するコポリマーを使用している。これらの報告のいずれにも、高芳香族含量コポリエステルを有効に分解する方法が記述されていない。
【００１１】
酸の総含量を基準として６０モル％を超える芳香族酸を有する脂肪族−芳香族コポリエステルをコンポスト化する技術的問題は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の生物分解における障害によって例示される。理論上では、コンポスト化における酵素作用の第２段階にＰＥＴをかけることができ、したがって生物分解することができる。つまり、微生物叢は、ＰＥＴの芳香族ポリエステルを含むモノマーを異化することができる。実際には、テレフタル酸を無機物化する微生物は、様々な環境から単離されている。Ｂｒａｍｕｃｃｉら（２００２年）Ａｐｐｌ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，５８：２５５〜２５９頁、およびＪｕｎｋｅｒ，Ｆ．ａｎｄ  Ｃｏｏｋ，Ａ．（１９９７年）Ａｐｐｌ  Ｅｎｖｉｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  ６３：２４０３〜１０頁を参照のこと。しかしながら、ＰＥＴをコンポスト化する困難さは、酵素作用の第２段階ではなく、第１段階にある；つまり、微生物が無機物化することができる切断断片およびモノマーを結果として生じる、微生物産生加水分解酵素によるポリマー主鎖の分解にある。ＰＥＴは本質的に、酸総含量を基準として芳香族二酸（テレフタル酸およびそのエステル）１００％を含むため、ＰＥＴポリマー主鎖は加水分解に対して抵抗性である。
【００１２】
その加水分解し易さを高めるためのポリマー主鎖の修飾は、酸全体を基準として、６０モル％を超えるテレフタル酸または他の芳香族酸を含有する脂肪族−芳香族コポリエステルの分解を高める重要な鍵である。修飾はいくつかの方法で行われる。１つの方法は、５−スルホイソフタレートなどの生分解性に影響を及ぼし得るポリエステル主鎖に分子を組み込む方法である。米国特許第６，３６８，７１０号明細書（Ｈａｙｅｓ）を参照のこと。この修飾によって、強い電子求引性置換基によって及ぼされる活性化作用のために、ポリマーの加水分解に対する抵抗性が低くなる。Ｋｉｎｔ，Ｄ．，ａｎｄ  Ｍｕｎｏｚ−Ｇｕｅｒｒａ，Ｓ．，上記を参照のこと。５−スルホイソフタレート含有脂肪族−芳香族コポリエステルがコンポスト化可能であることが示されたとしても、酸の総含量を基準として６０モル％を超える芳香族酸を有するスルホン化脂肪族−芳香族コポリエステルの分解率を増加する方法が依然として必要とされている。
【００１３】
加水分解し易さを高める第２の方法は、コポリエステルが廃棄物サイクルに入る前または後に、高芳香族コポリエステルを加水分解酵素で処理する方法である。当技術分野で公知の多くの酵素は、エステル、アミド等の加水分解基を含有するポリマーを分解することができる。米国特許第６，２５５，４５１号明細書（Ｋｏｃｈら）には、Ｈｕｍｉｃｏｌａ  ｉｎｓｏｌｅｎｓ由来のクチナーゼおよびＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｎｉｇｅｒ、Ｍｕｃｏｒ  Ｍｉｅｈｅｉ（Ｌｉｐｏｚｙｍｅ  ２０，０００Ｌ）、およびＣａｎｄｉｄａ  ａｎｔａｒｔｉｃａ由来のリパーゼ（リパーゼ成分Ｂ）を使用して、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステルアミドまたは部分芳香族ポリエステルウレタンである基質ポリマーを分解する方法が記述されている。米国特許第６，０６６，４９４号明細書（Ｈｓｉｃｈ）および米国特許第６，２５４，６４５号明細書（Ｋｅｌｌｉｓら）には、リパーゼまたはポリエステラーゼを使用し、ポリエステル繊維を改質して、織物の湿潤性および吸収性を高める方法が記述されている。米国特許第６，３５０，６０７号明細書（Ｃｏｏｎｅｙ，Ｊｒ．）には、ゴミ処理装置と組み合わせて、浸軟された食料廃棄物を処理するための酵素を使用することが述べられており、米国特許第５，４６４，７６６号明細書（Ｂｒｕｎｏ）では、生活廃棄物および庭ゴミに使用される、細菌および酵素を含有する廃棄物処理用組成物が報告されている。
【００１４】
しかしながら、これらの報告のいずれも、酸の総含量を基準として６０モル％を超える芳香族酸含有率を有する脂肪族−芳香族ポリマーの分解には関係がない。現在、一般的な廃棄物コンテクスト（ｗａｓｔｅ  ｃｏｎｔｅｘｔ）において、特にコンポストにおいて、高芳香族コポリエステルを生物分解することができないにもかかわらず、生物分解の解決策を見いだすには、これらは正に、地方自治体のコンポスト化を実現可能な廃棄物プロセスにするために必要なことである。かかる解決策では、廃棄物を資源分別する必要がなく、商業的に価値のある肥料品質コンポストが提供される。さらに、かかる解決策によって、埋立地において廃棄された高芳香族化合物の分解率も加速されるだろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このように、解決すべき課題は、一般的なコンポスト化条件および他の廃棄物コンテクストにおける、酸の総含量を基準として６０モル％を超える芳香族酸含有率を有する脂肪族−芳香族コポリエステルの生分解率を高める方法の開発である。提供される解決策は、コポリエステルが廃棄される前または後のいずれかに、生分解を開始かつ促進する、使い捨てコポリエステルの有効な酵素処理である。それとは異なり、解決策は、以前から非常にゆっくりと生物分解するとみなされている使い捨てコポリエステルの有効な酵素処理であり、その処理によって、生分解の最初の段階、つまりポリマー主鎖の加水分解が誘導および促進される。本発明の解決策は、６０モル％を超える芳香族酸含有率を有するスルホン化コポリエステルの分解を促進するのに特に有用である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、微生物による脂肪族−芳香族コポリエステルの加水分解を高める方法を提供し、そのコポリエステルは、
少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはそのエステルと、
少なくとも１種類の脂肪族ジカルボン酸またはそのエステルと、
を含み、その芳香族酸は、コポリエステルにおけるジカルボン酸全体の６０モル％を超え、約９９モル％までを占め、
その方法は、水溶液中の少なくとも１種類の加水分解酵素をコポリエステルに接触させることを含む。かかるコポリエステルは、高芳香族コポリエステルまたは対象のコポリエステルとしても特定される。さらに具体的には、対象のコポリエステルは、コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはエステルを少なくとも約６１モル％〜約９０モル％、または少なくとも約７０モル％、または７５モル％、または８０モル％、約９０モル％まで含み得る。
【００１７】
一実施形態において、少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはエステルは、テレフタル酸、ジメチルテレフタレート、イソフタル酸、ジメチルイソフタレート、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ジメチル−２，６−ジカルボン酸、ジメチル−２，６−ナフタレンおよびこれらの混合物からなる群から選択され、少なくとも１種類の脂肪族ジカルボン酸またはエステルは、コハク酸、コハク酸ジメチル、グルタル酸、グルタル酸ジメチル、２−メチルグルタル酸、３−メチルグルタル酸、アジピン酸、アジピン酸ジメチル、シュウ酸、シュウ酸ジメチル、マロン酸、マロン酸ジメチル、およびこれらの混合物からなる群から選択される。この実施形態において、コポリエステルは、コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の脂肪族酸またはエステル約１モル％から約４０モル％未満を含み得る。他の実施形態において、コポリエステルは、少なくとも１種類の脂肪族酸またはエステル約１０モル％〜４０モル％未満を含み得る。更なる実施形態において、コポリエステルは、少なくとも１種類の脂肪族酸またはエステル約２０モル％〜４０モル％未満を含み得る。これらの実施形態において、コポリエステルはさらに、１，２−エタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、エチレングリコール、ジ（エチレングリコール）、トリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（アルキレンエーテル）グリコール、ポリ（プロピレンエーテル）グリコールおよびこれらの混合物からなる群から選択される、少なくとも１種類のジオールを含み得る。他の実施形態において、コポリエステルは、デンプン、タンパク質、セルロース、ワックス、充填剤、ケイ酸塩充填剤、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアミドまたはこれらの混合物と合わせられる。
【００１８】
また、コポリエステルは、コポリエステルにおけるジオール全体またはジカルボン酸全体を基準として、コポリエステル約０．１〜約１０．０モル％を含むスルホン化化合物も含み得る。他の実施形態において、コポリエステルは、スルホン化化合物約０．１〜５．０モル％を含み得る。スルホン化化合物は、スルホン化モノもしくはジカルボン酸、またはそのエステルもしくは金属塩からなる群から選択される。スルホン化化合物はさらに、スルホコハク酸、３−スルホ安息香酸、４−スルホ安息香酸、５−スルホサリチル酸、スルホフタル酸、スルホテレフタル酸、および５−スルホイソフタル酸、またはそのエステルまたは塩からなる群から選択される。この実施形態において、スルホン化コポリエステルは、ジカルボン酸総含量を基準として、少なくとも１種類の脂肪族カルボン酸またはエステルを約１モル％〜約４０モル％未満、他の実施形態では、約１０モル％〜約４０モル％未満含み；それはさらに、少なくとも１種類のジオールを含み得る。他の実施形態において、スルホン化コポリエステルは、少なくとも１種類の脂肪族カルボン酸またはエステルを約２０モル％〜約４０モル％未満含み得る。他の実施形態において、コポリエステルは、コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、グルタル酸ジメチル約１７．５モル％、ジメチル５−スルホイソフタレート、ナトリウム塩約２モル％を含み、さらにポリ（エチレングリコール）約８重量％を含み得る。
【００１９】
その他の実施形態において、水溶液は、プロテアーゼ、リパーゼ、クチナーゼ、エステラーゼおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１種類の加水分解酵素約０．１〜約１０重量％を含む。上記の実施形態のいずれかにおいて、少なくとも１種類の加水分解酵素はリパーゼを含む。
【００２０】
一実施形態において、微生物によるコポリエステルの分解前に、少なくとも１種類の加水分解酵素をコポリエステルに接触させる。他の実施形態において、固形廃棄物またはコンポストまたは廃水処理システムである廃棄物コンテクスト中にコポリエステルがある場合に、接触が行われる。対象のコポリエステルと少なくとも１種類の加水分解酵素との接触は、吹付け、塗装、コーティング、塗布、または混合によるものである。
【００２１】
本発明は、本出願をともに形成する図面および詳細な説明からより完全に理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
広い意味で、本発明は、脂肪族−芳香族コポリエステル廃棄物の生分解を促進する方法を提供する。具体的には、本発明は、加水分解酵素での処理によって、高芳香族コポリエステルの生分解率を高める方法を提供する。かかる処理によって、ポリマー主鎖の分解を増大することにより、高芳香族コポリエステルの生分解全体が促進される。特に有用な実施形態において、高脂肪族−芳香族コポリエステルは、スルホン化成分を含む。
【００２３】
この開示内容において、多くの用語および略語が以下の定義に従って使用されており：
「高芳香族コポリエステル」とは、テレフタル酸など、ポリエステルの酸の総含量を基準として６０モル％を超える芳香族二酸を含有する、脂肪族−芳香族ポリエステルを意味する。これらは、「対象のコポリエステル」とも呼ばれる。特に有用な高芳香族コポリエステルは、スルホン化成分を含む。
【００２４】
「脂肪族−芳香族コポリエステル」とは、その脂肪族二酸構成単位の一部が芳香族二酸によって置換されているポリエステルを意味する。
【００２５】
「二酸含有率６０モル％」とは、「ジカルボン酸含有率６０モル％」を意味し、等しいとみなされる。また、「酸含有率６０モル％」もまた、この説明と同様に「二酸含有率６０モル％」を意味し、脂肪族−芳香族ポリエステルは、脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸を含む。
【００２６】
「酸の総含量」および「ジカルボン酸全体」は、等しく、脂肪族−芳香族コポリエステルにおける芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジカルボン酸の合計含量を意味する。
【００２７】
「スルホン化コポリエステル」とは、構成モノマーのうちの１つとして５−スルホイソフタル酸誘導体を含有するポリエステルを意味する。
【００２８】
「スルホン化脂肪族−芳香族コポリエステル」は、６０モル％を超える芳香族ジカルボン酸、一般にテレフタル酸を含有し；４０モル％未満の脂肪族ジカルボン酸、例えばグルタル酸、アジピン酸およびコハク酸を含有し；具体的には、ジメチル−５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩０．１〜３モル％である、５−スルホイソフタル酸などのスルホン化成分を０．１〜１０モル％、任意に０．１モル％〜５．０モル％含有し；任意に、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、および１，４−ブタンジオールなどのジオールを含有する。
【００２９】
「加水分解酵素」とは、限定されないが、プロテアーゼ、リパーゼ、クチナーゼおよびエステラーゼなどのヒドロラーゼの種類を意味する。これらの酵素は、ポリエステルの酵素加水分解などの様々な工業用途に有用であることが証明されている。
【００３０】
「加水分解」とは、ポリマー分解での作用の主要なメカニズムを意味し、本明細書では、加水分解酵素によって仲介される加水分解を意味する。それは、加水分解酵素によって仲介される水の付加により、ポリマー主鎖からエステルおよびアミド結合が切断され、その結果、親（ｐａｒｅｎｔ）カルボン酸基およびそれぞれの官能基、つまりエステルのためのヒドロキシル官能基（つまり、メタノールなどのアルコール）およびアミドのための適切なアミンが生じることを含む。これは、ポリマー主鎖の加水分解としても知られている。
【００３１】
「リパーゼ」とは、エステル結合を加水分解することによる、脂肪酸のグリセロールおよび脂肪酸への加水分解を触媒する酵素を意味する。
【００３２】
「クチナーゼ」とは、ヒドロキシおよびエポキシ脂肪酸で構成されるポリエステルである、クチン、高等植物由来の角皮ポリマーを分解する加水分解酵素を意味する。クチンの脂肪酸は通常、ｎ−Ｃ16およびｎ−Ｃ18であり、１〜３個のヒドロキシル基を含有する。エステル結合がクチンにおいて優勢であるが、過酸化物架橋およびエーテル結合もまた存在し得る。
【００３３】
「エステラーゼ」および「ポリエステラーゼ」は、エステルの加水分解を触媒する酵素を指すために、同義で使用される。
【００３４】
「プロテアーゼ」は、ペプチド結合の加水分解による、タンパク質の加水分解破壊を触媒する酵素を意味する。
【００３５】
「生分解性」または「分解性」とは、細菌または真菌類によって、環境に有害でない小さな成分に消化されるような、自然の生物学的プロセスによって化学的に分解することができるポリマーを説明するものである。
【００３６】
「微生物作用による生分解」または「生分解」とは、廃棄物として廃棄されているコポリエステルを分解する２段階プロセスであると考えられるものを意味する。第１段階において、土壌の微生物によって分泌される加水分解酵素が、コポリエステルのポリマー主鎖をモノマーおよび／または小さな断片に分解する；第２段階において、第１段階と同じまたは異なる微生物が、モノマーを吸収し、断片を分解し、それらをバイオマス、バイオガスおよび浸出液へと異化する。
【００３７】
「生分解率／生分解性」とは、生分解が起こる速さ、速度または割合を意味する。これは、対象のコポリエステルが廃棄されている廃棄物コンテクストにおける、温度、湿度、空気への曝露等の条件に応じて異なる。種々の廃棄物コンテクストの中での生分解率の比較は一般に、順序的および相対的である。生分解は、特定の廃棄物条件および特定の廃棄物質量の特有の指標であることから、特定の廃棄物コンテクストに関する生分解の絶対率は、正確に計算することは難しい。
【００３８】
「廃棄物コンテクスト」とは、コンポスト化、埋立地、固形廃棄物、廃水処理システム、腐敗タンクシステム、およびゴミ処理システムを意味し、かつ包含する。
【００３９】
「コンポスト化」とは、相対湿度ｎｄ００％で、または付近で、７０℃以下、平均で５５〜６０℃付近の条件下にて、２週間から数ヶ月以上の範囲の期間、廃棄物を分解するプロセスを意味する。廃棄物は、低分子量断片および／またはモノマーに分解され続け、最終的に生物分解される、つまり微生物によって、バイオマス、バイオガス、および浸出液へと完全に代謝される。
【００４０】
「コンポストティー」とは、可溶性栄養素と、コンポスト材料を腐敗させた場合に生育することができる微生物の多様な混合物と、を含有するコンポストからの液体（水性）抽出物を意味する。
【００４１】
下水処理としても知られる「廃水処理システム」は、排水が水域に再び入る前、または土地に適用される、または再利用される前に、廃水をよみがえらせる多段階プロセスを含む。一般に、第１段階は、対象のコポリエステルを含む可能性があり、かつ一般に埋立地中に蓄積される固形ゴミを選別することを含む。その後の段階において、対象のコポリエステルも含有し得る、堆積した汚泥およびスカムを含有する固形有機廃棄物を消化タンク内で約１ヶ月間消化させる。選別された固形ゴミおよび消化タンク中の物質の両方に加水分解酵素を接触させることが企図される。
【００４２】
「埋立地」とは、地下水および空気から隔離され、乾燥状態に保たれ、それによって、微生物作用によって廃棄物が分解されるのが防止され、その結果、廃棄物がゆっくりと分解する、固形廃棄物がその中に投棄される、プラスチックおよび／または粘土で裏当てされた特別な構造の固形廃棄物穴を意味する。埋立地は、一般に嫌気性環境における、比較的低い湿度での周囲空気または隣接する土壌の温度での固形廃棄物コンテクストである。
【００４３】
「接触（させる）」は「処理（する）」と等しく、加水分解酵素がポリマー主鎖の加水分解を開始することができるように、加水分解酵素をコポリエステルと接触させて設置することを意味する。「処理」とは、コポリエステルの使用および廃棄のサイクル中のいずれかの時点で加水分解酵素をコポリエステルと接触させることを意味し、かつ廃棄前のコポリエステルの「予備処理」および廃棄後の「後処理」の概念を包含する。「接触」は、吹付け、処理、その中またはその上への注入、混合、組み合わせること、塗装、コーティング、塗布、取り付け、およびそうでなければ加水分解酵素をコポリエステルと伝達することを含む。
【００４４】
「他の生分解性化合物」とは、脂肪族−芳香族コポリエステルの他に、自然に、無害に、かつ高芳香族コポリエステルよりも比較的迅速に腐敗することができる物質を意味する。これらの物質としては、デンプン、タンパク質、セルロース、蜜ろう、モンタン酸エステルワックス、革、紙、織物、炭酸カルシウム、リン酸炭酸カルシウム、および二酸化チタンなどの充填剤、セルロース系充填剤、二酸化ケイ素などのケイ酸塩充填剤、生分解性接着剤、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアミドおよびこれらの混合物が挙げられる。
【００４５】
他のすべての用語は、以下の辞書：ＷＥＢＳＴＥＲ’Ｓ  ＴＨＩＲＤ  ＮＥＷ  ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ  ＤＩＣＴＩＯＮＡＲＹ，ＵＮＡＢＲＩＤＧＥＤ（１９９３年），Ｍｅｒｒｉａｍ−Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｓｐｒｉｎｇｆｉｅｌｄ，ＭＡ，  ａｎｄ  Ｌｅｗｉｓ，ＲＪ（２００１年）ＨＡＷＬＥＹ’Ｓ  ＣＯＮＤＥＮＳＥＤ  ＣＨＥＭＩＣＡＬ  ＤＩＣＴＩＯＮＡＲＹ，１４ｔｈ  Ｅｄ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＮＹを参照することによって定義される。
【００４６】
略語
2008500424.tif 000002
【００４７】
本発明の方法により生物分解された脂肪族−芳香族コポリマーの構造
本発明の方法は、加水分解酵素触媒でポリマーを処理することによって、使い捨てポリマーの生分解率を増大する。ポリマーは、高温でそれを製品に形成することができる上に、気体遮断性および生分解性を示すことから、生地、容器および包装を含む、多種多様な工業製品を製造するために使用される。
【００４８】
この方法に対して意味のあるポリマーは、二酸とジオールとの縮合から、またはヒドロキシ酸の重合から誘導される、鎖中のエステル基を含有するコポリエステルである。コポリエステルは、加水分解しやすい、つまり加水分解切断し易い、エステル、アミド、ウレタンなどの官能基を保持することから、生分解性ポリマーである。加水分解酵素により仲介されるこれらの官能基の加水分解によってポリマー主鎖が切断され、微生物が吸収し、次いでバイオマス、バイオガス（つまり、ＣＯ2）、および浸出液へと代謝することができる、モノマーの小さなポリマー断片が生成される。
【００４９】
脂肪族ポリエステルにおいて、二酸成分は主に、脂肪族酸であり；これらのポリマーは、微生物によって生成されるポリヒドロキシアルカノエート、またはポリカプロラクトンもしくはポリラクチドなどの合成ポリマーによって例示される。芳香族ポリエステルは、それにおける二酸成分がテレフタル酸などの芳香族酸またはそのエステルである、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリマーである。熱安定性、気体および液体透過性等のポリエステルの好ましい材料特性の多くは、ポリエステル中の芳香族モノマーの相対量に関連する。芳香族ポリエステルは、例えば使い捨てプラスチック飲料ボトルを構成する。テレフタル酸などの使用される芳香族酸は、ポリマー主鎖を加水分解に対して抵抗性にすることから、これらは一般に、生物分解するのは難しい、または不可能であると考えられる。
【００５０】
加水分解は、水の分子を付加することによって、分子が２つに切断されるプロセスである。このプロセスは、化学的および酵素的のどちらでも行うことができる。エステル結合を切断することを含む加水分解反応において、一方の加水分解生成物は、ヒドロキシル官能基を含有し、もう一方の加水分解生成物は、カルボン酸官能基を含有する。アミドは、親カルボン酸および相当するアミンに加水分解する。
【００５１】
脂肪族−芳香族コポリエステルは、芳香族二酸、例えばテレフタル酸またはそのエステル誘導体、および一般に直鎖状の、長さＣ2〜Ｃ10のポリアルキレン基である脂肪族二酸の混合物から誘導される。Ｍｕｌｌｅｒら（上記）は、酸の総含量を基準として二酸として６０モル％を超えるテレフタル酸を含有する脂肪族−芳香族コポリエステルは本質的に非生分解性であり（または、少なくとも分解するのが非常に遅い）、したがってコンポスト化不可能とみなされると報告している。
【００５２】
酸の総含量を基準として６０モル％を超えるテレフタル酸を含有する脂肪族−芳香族コポリエステルと、スルホネートラジカル０．１〜１０モル％も有する脂肪族−芳香族コポリエステル（参照により本明細書に援用される、米国特許第５，０９７，００４号明細書（Ｇａｌｌａｇｈｅｒ）、および米国特許第６，３６８，７１０号明細書（Ｈａｙｅｓ）参照）は、それに取り組むように本発明の方法が設計されるコポリエステルである。これらのコポリエステルが生分解性であると報告されているとしても、一般にその生分解率を高める必要がある。本発明の方法の技術的な解決策は、廃棄前または後のいずれかにスルホン化コポリエステルを加水分解酵素と接触させて、ポリエステル主鎖の加水分解率を高めることである。このようにして、これらのコポリエステルの生分解率は、コンポスト設備、固形廃棄物設備、および廃水処理システムなどの様々な廃棄物コンテクストにおいて高められる。
【００５３】
脂肪族ジカルボン酸成分としては、非置換、置換、直鎖状、および分岐状、脂肪族ジカルボン酸、および炭素原子２〜３６個を有する脂肪族ジカルボン酸の低級アルキルエステルが挙げられる。脂肪族ジカルボン酸成分の具体的な例としては、シュウ酸、シュウ酸ジメチル、マロン酸、マロン酸ジメチル、コハク酸、コハク酸ジメチル、メチルコハク酸、グルタル酸、グルタル酸ジメチル、２−メチルグルタル酸、３−メチルグルタル酸、アジピン酸、アジピン酸ジメチル、３−メチルアジピン酸、２，２，５，５−テトラメチルヘキサン二酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、アゼライン酸ジメチル、セバシン酸、１，１１−ウンデカンジカルボン酸、１，１０−デカンジカルボン酸、ウンデカン二酸、１，１２−ドデカンジカルボン酸、ヘキサデカン二酸、ドコサン二酸、テトラコサン二酸、二量体酸、およびこれらの混合物が挙げられる。以下のコハク酸、コハク酸ジメチル、グルタル酸、グルタル酸ジメチル、アジピン酸、アジピン酸ジメチルおよびこれらの混合物が特に有用である。しかしながら、これらの一覧は、包括的な意味ではなく、当技術分野で公知の脂肪族ジカルボン酸成分も本発明の方法において有用であり得る。
【００５４】
芳香族ジカルボン酸成分としては、非置換および置換芳香族ジカルボン酸および炭素原子８〜２０個を有する芳香族ジカルボン酸の低級アルキルエステルが挙げられる。望ましい二酸成分の例としては、テレフタレート、イソフタレート、ナフタレンおよびジベンゾエートから誘導される成分が挙げられる。芳香族ジカルボン酸成分の具体的な例としては、テレフタル酸、ジメチルテレフタレート、イソフタル酸、ジメチルイソフタレート、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ジメチル−２，６−ナフタレン、２，７−ナフタレンジカルボン酸、ジメチル−２，７−ナフタレン、３，４’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジメチル−３，４’ジフェニルエーテルジカルボキシレート、４，４’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジメチル−４，４’−ジフェニルエーテルジカルボキシレート、３，４’−ジフェニルスルフィドジカルボン酸、ジメチル−３，４’−ジフェニルスルフィドジカルボキシレート、４，４’−ジフェニルスルフィドジカルボン酸、ジメチル−４，４’−ジフェニルスルフィドジカルボキシレート、３，４’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジメチル−３，４’−ジフェニルスルホンジカルボキシレート、４，４’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジメチル−４，４’−ジフェニルスルホンジカルボキシレート、３，４’−ベンゾフェノンジカルボン酸、ジメチル−３，４’−ベンゾフェノンジカルボキシレート、４，４’−ベンゾフェノンジカルボン酸、ジメチル−４，４’−ベンゾフェノンジカルボキシレート、１，４−ナフタレンジカルボン酸、ジメチル−１，４−ナフタレン、４，４’−メチレンビス（安息香酸）、ジメチル−４，４’−メチレンビス（ベンゾエート）、およびこれらの混合物が挙げられる。以下の芳香族ジカルボン酸成分：テレフタル酸、ジメチルテレフタレート、イソフタル酸、ジメチルイソフタレート、２、６−ナフタレンジカルボン酸、ジメチル−２，６−ナフタレン、およびこれらの混合物が特に有用である。しかしながら、これらの一覧は、包括的な意味ではなく、当技術分野で公知の芳香族ジカルボン酸成分も本発明の方法において有用であり得る。
【００５５】
スルホン化脂肪族−芳香族コポリエステルが当技術分野で報告されている。Ｃ２〜Ｃ１２脂肪族二酸５〜約４０モル％、ジ（エチレングリコール）およびトリ（エチレングリコール）１〜３０モル％からなるコンポスト化可能な脂肪族−芳香族コポリエステルであって、その残りの酸成分の少なくとも８５モル％がテレフタル酸であり、そのグリコール成分の残りがエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、および１，４−ブタンジオールからなる群から選択され、コポリエステルの０．１〜２．５モル％が、アルカリ性またはアルカリ金属スルホ基を含む部位で構成される、コポリエステルを記載している米国特許第５，１７１，３０８号明細書（Ｇａｌｌａｇｈｅｒら）；ヘキサヒドロテレフタル酸１０〜４０モル％、アルカリ性／アルカリ金属スルホ基を有する成分０．１〜２．５モル％を含むスルホン化脂肪族−芳香族コポリエステルを記載している米国特許第５，１７１，３０９号明細書（Ｇａｌｌａｇｈｅｒら）；デンプンと、２０モル％までのジ（エチレングリコール）、アルカリ金属またはアルカリ土類金属スルホ基０．１〜１５モル％、アジピン酸またはグルタル酸、エチレングリコールなどの脂肪族二酸１０〜４０モル％、テレフタル酸４５〜８９．９モル％を有する脂肪族−芳香族コポリエステルと、のブレンドを含むコンポスト化可能な生成物を記載している米国特許第５，２１９，６４６号明細書（Ｇａｌｌａｇｈｅｒら）；ヒドロキシ酸から誘導されたポリエステル０〜０．４モル分率をさらに有する米国特許第５，１７１，３０９号明細書の組成のコポリエステルを記載している米国特許第５，２９５，９８５号明細書（Ｒｏｍｅｓｓｅｒら）；スルホネート化合物０〜５モル％を含有し得る生分解性脂肪族−芳香族コポリエステルを記載している米国特許第６，０１８，００４号明細書および米国特許第６，２９７，３４７号明細書（Ｗａｒｚｅｌｈａｎら）；ジカルボン酸全体を基準としてスルホン化化合物約０．１〜約１０モル％、およびイソソルビドを有するスルホン化コポリエステルを記載している米国特許第６，３６８，７１０号明細書（Ｈａｙｅｓ）を参照されたい。
【００５６】
本発明のスルホン化組成物は、二酸総含量を基準として１〜４０モル％未満の脂肪族ジカルボン酸成分を含有すべきである。他の実施形態において、スルホン化コポリエステル脂肪族ジカルボン酸成分は、二酸総含量を基準として約１０〜４０モル％未満である。その他の実施形態において、スルホン化コポリエステル脂肪族酸成分は、約２０〜４０モル％未満である。脂肪族スルホネート成分の一例は、スルホコハク酸の金属塩を含む。本発明のスルホン化組成物は、二酸総含量を基準として、６０モル％を超え、９９モル％までの芳香族ジカルボン酸成分を含有すべきである。他の実施形態において、芳香族酸成分は、二酸総含量を基準として６０モル％を超え、約９０モル％までである。その他の実施形態において、芳香族酸成分は、二酸総含量を基準として、７０〜９０モル％、任意に８０〜９０モル％である。末端基として有用な芳香族スルホネート成分の例としては、３−スルホ安息香酸、４−スルホ安息香酸、５−スルホサリチル酸の金属塩が挙げられる。
【００５７】
有用なスルホネート成分は、それにおけるスルホン酸塩基が芳香族ジカルボン酸に結合し、その芳香族核がベンゼン、ナフタレン、ジフェニル、オキシジフェニル、スルホニルジフェニル、メチレンジフェニル等であり得る、スルホネート成分である。有用なスルホネートモノマーは、スルホネート置換フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸の残基を含む。特に有用なスルホネート成分は、５−スルホイソフタル酸の金属塩または５−スルホイソフタレートの低級アルキルエステルである。その金属塩は、一価または多価アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、または他の金属イオン等である。アルカリ金属イオンは、ナトリウム、カリウムまたはリチウムであり、マグネシウムなどのアルカリ土類金属もまた有用である。他の有用な金属イオンとしては、亜鉛、コバルトまたは鉄などの遷移金属イオンが挙げられる。一実施形態において、スルホ基含有成分は、スルホン化コポリエステル組成物の約０．１モル％〜約１０モル％である。スルホ基含有成分が、本発明のスルホン化コポリエステル内での組み込みレベル０．１〜５．０モル％である場合には、本発明の方法は特に有用である。
【００５８】
本発明の実施に有用なジオール成分としては、炭素原子２〜１２個を含有するグリコール、炭素原子４〜１２個を含有するグリコールエーテル、構造式ＨＯ（ＡＯ）nＨ（式中、Ａは、炭素原子２〜６個を含有するアルキレン基であり、ｎは、２〜４００の整数である）を有するポリエーテルグリコールが挙げられる。一般に、かかるポリエーテルグリコールは、分子量約４００〜４０００を有する。グリコールは通常、炭素原子２〜８個を含有するが、一般に炭素原子４〜８個を含有する。ジオール成分として使用することができるグリコールの代表的ないくつかの例としては、１，２−エタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、エチレングリコール、ジ（エチレングリコール）、トリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレン）グリコール、１，３−プロピレングリコール、１，２−プロピレングリコール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−エチル−２−ブチル−１，３−プロパンジオール、２−エチル２−イソブチル−１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，２，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジオール、１，３−シクロヘキサンメタノール、１，４−シクロヘキサンメタノール、２，２，４，４，−テトラメチル−１，３−シクロブタンジオール、イソソルビド、ポリ（アルキレンエーテル）グリコール、ポリ（プロピレンエーテル）グリコール等が挙げられる。
【００５９】
他の生分解性化合物を脂肪族−芳香族コポリエステルと合わせることができる。これらの化合物としては、デンプン、タンパク質、セルロース、蜜ろう、モンタン酸エステルワックス、革、紙、織物、炭酸カルシウム、リン酸炭酸カルシウム、および二酸化チタンなどの充填剤、セルロース系充填剤、二酸化ケイ素などのケイ酸塩充填剤、生分解性接着剤、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアミドおよびこれらの混合物が挙げられる。
【００６０】
本発明の方法の一実施形態において、芳香族酸は、コポリエステルの酸の総含量の６０モル％を超え、９９モル％までを占める。他の実施形態において、芳香族酸は、コポリエステルの酸の総含量の６１モル％から約９０モル％までを占める。他の実施形態において、芳香族酸は、コポリエステルの酸の総含量の少なくとも７０モル％から約９０モル％までを占める。その他の実施形態において、芳香族酸は、コポリエステルの酸の総含量の少なくとも８０モル％から約９０モル％までを占める。さらに他の実施形態では、芳香族酸は、酸の総含量の少なくとも９０モル％から約９９モル％までを占める。他の実施形態において、芳香族酸は、コポリエステルの二酸総含量の少なくとも９５モル％から約９９モル％までを占める。更なる実施形態において、芳香族酸は、コポリエステルの二酸総含量の少なくとも９７モル％から約９９モル％までを占める。
【００６１】
本発明の方法に特に重要なのは、２種類の生分解性コポリエステル、「ポリマーＡ」および「ポリマーＢ」である。ポリマーＡは、ＤＢＥ−５  １７．５モル％（グルタル酸ジメチル，ＣＡＳ＃１１１９−４０−０，酸全体１００モル％を基準として）、ＤＲＬ−６  ２モル％（ジメチル５−スルホイソフタレート，ナトリウム塩，ＣＡＳ＃３９６５−５５−７）と共にポリ（エチレンテレフタレート）を含む、スルホン化脂肪族−芳香族ポリマーである。ポリマーＢは、ＤＢＥ−５  １７．５モル％（グルタル酸ジメチル，ＣＡＳ＃１１１９−４０−０、酸全体１００モル％を基準として）、ＤＲＬ−６  ２モル％（ジメチル５−スルホイソフタレート、ナトリウム塩、ＣＡＳ＃３９６５−５５−７）およびポリ（エチレングリコール）（１０００ＭＷ，ｂｏｐ）８重量％と共に、ポリ（エチレンテレフタレート）を含む、スルホン化脂肪族−芳香族ポリマーである。ポリマーは、粒子、フィルムとして存在するか、またはラミネートされる。
【００６２】
生分解のプロセス
以下の：テレフタル酸（省略形Ｔ）：エチレングリコール（省略形２Ｇ）または他の低級アルキレングリコール（３Ｇまたは４Ｇなど）；ポリエチレンエーテルラジカル（略語ＤＥＧまたはＴＥＧ）；指示される分子量（ＰＡＧ）のＣ2−Ｃ4ポリアルキレンエーテルグリコールラジカル；および約０．１〜５．０モル％の量の５−スルホイソフタル酸（省略形５ＳＩ）などのスルホ誘導体の金属塩；から誘導される脂肪族−芳香族コポリエステルは、コンポストを典型的に表す、高湿度および温度の条件にかけられると分解し始める。Ｍｕｌｌｅｒら（上記）における表１では、芳香族コポリエステルにおける脂肪族成分を調べている。
【００６３】
コンポスト化における生分解は、２段階プロセスであると考えられる。第１段階では、一般に、加水分解酵素を分泌する、コンポスト中に存在する微生物による加水分解酵素が固形廃棄物に適用される。コンポスト化条件下で認められる加水分解酵素の分泌率および全体量は、脂肪族−芳香族コポリエステルを完全に生分解するには非常に低い。ポリエステル主鎖の加水分解は、コンポスト化中の律速段階と認識される。外因的に供給された加水分解酵素は、芳香族−脂肪族コポリエステルの生分解率を大幅に増大する。酵素の量が多くなると、高濃度の対象コポリエステルが低分子量化合物および／またはモノマーへと加水分解される。次いで、低分子量化合物／モノマーを代謝することができる微生物は、これらをバイオマス、バイオガス、および浸出液へと異化する。異化する微生物は、酵素を分泌する微生物と同一または異なる。ポリマー主鎖の分解から生じる低分子量化合物／モノマーのバルクは、テレフタル酸、脂肪族酸、ヒドロキシ酸、およびグリコールを含む。
【００６４】
様々な微生物がコンポスト化プロセスにおいて使用される。例えば、テレフタル酸を異化する微生物が報告されている。Ｂｒａｍｕｃｃｉら、Ａｐｐｌ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，５８：２５５〜２５９頁（２００２年）；米国特許第６，１８７，５６９号明細書および米国特許第６，４６１，８４０号明細書（Ｂｒａｍｕｃｃｉら）；Ｊｕｎｋｅｒ，Ｆ．ａｎｄ  Ｃｏｏｋ，Ａ．，Ａｐｐｌ  Ｅｎｖｉｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ，６３：２４０３〜２４１０頁（１９９７年）を参照のこと。本発明の方法では、加水分解酵素を産生し、かつ完全な生分解をもたらすために、加水分解から生じる低分子量化合物を異化する、微生物の使用を企図する。加水分解酵素活性を増大し、かつ／または得られた低分子量化合物を代謝する能力を高めるために、微生物を遺伝子操作することがさらに企図される。コンポスト化環境から通常単離される生物の多くが多少好熱性であり、かつ温度５５〜６０℃で固形廃棄物を効率的に分解することから、本発明の方法は、標準的なコンポスト化条件で固形廃棄物を最適に成長させ、分解するために、微生物触媒の遺伝子操作も企図する。
【００６５】
一方、コンポスト化は、埋立地中への固形廃棄物の堆積である。従来の埋立地、または「乾燥したゴミの墓穴（ｄｒｙ  ｔｏｍｂ）」埋立地は、その中で固形廃棄物が、地下水、空気および雨から隔離される、土壌中に、または土壌の上に作られた綿密に設計された構造である。その温度は、周囲の土壌または周囲空気の温度であり、湿度は低く、条件は一般に嫌気性であり、それによって、微生物作用による分解が防止され、コンポストでの数ヶ月または数年ではなく、何十年、さらにはそれ以上の年月にわたって比較的ゆっくりと分解される。それとは多少異なり、バイオリアクター埋立地は、コンポスト化におけるプロセスと同様な微生物分解プロセスを強化する液体および空気を加えることによって、固形廃棄物をより迅速に変換かつ分解するように機能する。
【００６６】
下水としても知られる排水において、処理システム、一般的処理プロセスは、処理プラントに住宅からの下水をポンプで汲み上げることを含む。プラントに入る廃水は最初に、おむつ、飲料ボトル、フィルムおよび他のコポリエステル製品、砂、砂利、泥、食物等の固形ゴミの選別にかけられ、次いで埋立地に送られる。次いで、廃水をエアレーションし、溶解しているガスを除去し、その廃水は、そのタンクのそれぞれが２つのセクションに分かれている、一連のタンクに入る。最初のセクションはエアレーション用であり；廃水に空気を通気し、それはグリット、つまりコポリエステル物質を含み得る、小さな高濃度粒子を沈降させる助けとなる。グリットをポンプでタンクから出し、選別された固形ゴミのように、埋立地に運ばれる。エアレーション後、水が第２または沈降セクションに入り、そのセクションで、汚泥または固形有機廃棄物が廃水から沈降し、続いてタンクからポンプでダイジェスターに入れられる。汚泥は沈降タンク内で沈降するが、スカムと呼ばれ、かつグリース、油、コポリエステル粒子を含み得る軽い物質は、廃水表面に浮かぶ。レーキ（ｒａｋｅ）によって、廃水表面からスカムがすくい取られる。スカムもまた、汚泥と共にダイジェスターにポンプで送られる。ダイジェスターは、大きな、加熱された密閉タンクであり、そのタンク内で、一般に温度約３６〜４０℃で嫌気性条件下にて、汚泥およびスカムは細菌によって約１８〜３０日間分解される。消化タンク内のｐＨは一般に、６〜１１の範囲である。消化産物は乾燥され、一般に埋立地に送られる。上記の説明は、当業者に公知の廃水処理システムにおけるすべての変形形態を指定するものではないが、広範な説明を示すものである。
【００６７】
微生物作用による生分解は、ほとんどの廃棄物コンテクストにおいて起こり得る；しかしながら、それが起こる率は、特に廃棄物コンテクストの湿度、空気含量および温度に応じて異なる。当業者であれば、様々な廃棄物処理条件下において、つまりｐＨ、温度の変化の下で、最適に使用される適切な加水分解酵素を選択または設計することができる。
【００６８】
生分解の促進：本発明の方法
本発明の方法は、コポリエステルを生物分解するのが難しい生分解率を増大し、かつコンポスト化、埋め立ておよび廃水処理システムなどの大部分の廃棄物コンテクストにおいて有用である。本発明の方法は、酸総含量を基準として６０モル％を超える芳香族酸を有する脂肪族−芳香族コポリエステルのポリマー主鎖の加水分解率を増大することによって機能する。加水分解の増大は、コポリエステルを加水分解酵素と接触させることによって起こる。
【００６９】
本発明における加水分解酵素
本発明において有用な加水分解酵素は、当技術分野で公知であり、特に、エステラーゼ、リパーゼ、クチナーゼ、およびプロテアーゼが挙げられる。（１）粉末酵素／細菌発酵産物を提供して、現場の廃棄物処理システム中に流される有機廃棄物を消化かつ液化する、米国特許第５，４６４，７６６号明細書（Ｂｒｕｎｏ）で報告されている範囲の有機廃棄物の処理；（２）米国特許第６，２５４，６４５号明細書（Ｋｅｌｌｉｓら）において報告されている、カチオン性物質により強く付着させるためのポリエステル表面の改質であって、それによって耐汚染性が高められる改質；米国特許第６，２５５，４５１号明細書（Ｋｏｃｈら）および米国特許第６，１９１，１７６号明細書（Ｔａｄｒｏｓら）に報告されるポリエステルの加水分解；に関して、ポリエステルの改質に加水分解酵素が使用されている。
【００７０】
多くの加水分解酵素が市販されている。実施例で使用されている酵素は、市販の酵素を入手した（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩまたはＳｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）。
【００７１】
その代わりに、加水分解酵素を生物学的に生成することができる。加水分解酵素は、細菌、真菌類、酵母、植物、および動物に属する生物など種々の生物において報告されている。適切な酵素を生成することが知られている適切な種属の例としては、限定されないが、アブシディア属（Ａｂｓｉｄｉａ）、アスペルギルス属（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）、アクロモバクター属（Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ）、オーレオバシジウム属（Ａｕｒｅｏｂａｓｉｄｉｕｍ）、バチルス属（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）、Ｂｒｏｃｈｏｔｒｉｘ属、カンジダ属（Ｃａｎｄｉｄａ）、クロモバクテリウム属（Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ）、ヒトヨタケ属（Ｃｏｐｒｉｎｕｓ）、フザリウム属（Ｆｕｓａｒｉｕｍ）、ゲオトリクム属（Ｇｅｏｔｒｉｃｉｕｍ）、Ｈａｎｓｕｅｌａ属、Ｈｕｍｉｃｏｌａ属、Ｈｙｐｈｏｚｙｍａ属、乳酸杆菌属（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ）、ペニシリウム属（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ）、シュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、ケカビ属（Ｍｕｃｏｒ）、リゾムコール属（Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ）、クモノスカビ属（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ）、ロドトルラ属（Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ）、Ｓｐｏｒｏｂｏｌｏｍｙｃｅｓ属、Ｔｈｅｒｍｏｍｙｃｅｓ属、Ｔｈｉａｒｏｐｏｒｅｌｌａ属、およびトリコデルマ属（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ）が挙げられる。Ｃａｎｄｉｄａ  ａｎｔａｒｔｃｔｉｃａ（特に成分Ｂ）、Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ  ｍｉｅｈｅｉ、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｎｉｇｅｒおよびＴｈｅｒｍｏｍｙｃｅｓ  ｌａｎｕｇｉｎｏｓｕｓ由来のリパーゼが特に有用である。
【００７２】
さらに、加水分解酵素を遺伝子操作することができる。例えば、酵素の特異性および触媒速度は、当技術分野における標準組換え法を用いて、酵素をコードする核酸を遺伝子操作することによって改善することができる。さらに、酵素の産生のための異種宿主細胞において、標準組換え技術によって、所望の酵素をコードする遺伝子を発現させることができる。
【００７３】
加水分解酵素は、純粋な酵素として、または他の酵素の存在下で使用され、固定化してもよいし、固定化しなくてもよい。さらに、酵素触媒は、その内因性触媒を発現する全細胞の形をとることができる。また、加水分解酵素の混合物を使用して、ポリエステル主鎖を加水分解することができる。本発明の方法で使用される酵素は通常、２５℃〜７０℃、さらに有効には５０℃〜７０℃、最も有効には５５℃〜６５℃の温度で活性であり、コンポスト化環境に特有の条件を反映している。しかしながら、当業者であれば、種々の廃棄物ストリーム条件下において最適に機能する加水分解酵素を選択することができる。
【００７４】
当技術分野で公知の多くの酵素が、エステル、アミド等の加水分解基を含有するポリマーを分解することができる。米国特許第６，２５５，４５１号明細書（Ｋｏｃｈら）には、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステルアミドまたは一部芳香族のポリエステルウレタンである基質ポリマーを分解するための、Ｈｕｍｉｃｏｌａ  ｉｎｓｏｌｅｎ由来のクチナーゼと、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｎｉｇｅｒ、Ｍｕｃｏｒ  Ｍｉｅｈｅｉ（リポザイム２０，０００Ｌ）、およびＣａｎｄｉｄａ  ａｎｔａｒｔｉｃａ（リパーゼ成分Ｂ）由来のリパーゼの使用が教示されている。さらに、米国特許第６，０６６，４９４号明細書（Ｈｓｉｃｈら）および米国特許第６，２５４，６４５号明細書（Ｋｅｌｌｉｓら）には、布の湿潤性および吸収性を高めるため、ポリエステル繊維を改質するためのリパーゼまたはポリエステラーゼの使用が記載されている。ゴミ処理装置と併せて、浸軟食物廃棄物の処理のために酵素を使用することが、米国特許第６，３５０，６０７号明細書（Ｃｏｏｎｅｙ，Ｊｒ．）にも記載されている。生活廃棄物および庭ゴミのための、細菌および酵素を含有する廃棄物処理組成物が米国特許第５，４６４，７６６号明細書（Ｂｒｕｎｏ）に報告されている。
【００７５】
酵素処理：加水分解酵素のコポリエステルへの接触
酸の総含量を基準として６０モル％を超える芳香族酸含有率を有する脂肪族−芳香族コポリエステルの生分解率を増大するために、本発明の方法は、廃棄前または後のいずれかに、対象のコポリエステルに１種または複数種の加水分解酵素を接触させる処理段階を提供する。明確には、生分解段階に加えて、酵素処理：微生物による加水分解、続いて微生物の異化作用が、上記に概説される。本発明の方法の酵素処理は、生分解プロセスに対して付加的な加水分解段階である。したがって、本発明の方法の酵素処理によって、微生物作用による生分解前に、加水分解が開始かつ促進される。すなわち、本発明の処理法を使用しなければ、一般的な廃棄物コンテクストに残っている対象のコポリエステルは有効に生物分解されないか、あるいはもっとゆっくりと生物分解するだろう。これは、微生物作用のみによって行われる加水分解が、微生物が吸収し、異化することができる低分子量化合物へと、芳香族−脂肪族コポリエステルのポリマー主鎖を分解するのに、コンポスト化に望まれるよりも比較的遅い、または少なくともそれより遅いからである。
【００７６】
高芳香族含量コポリエステルに加水分解酵素を接触させることによって、酵素処理が行われる。接触は、加水分解酵素によるいずれかの種類のコポリエステルの処理を含み、その接触としては、限定されないが、吹付け、塗装、コーティング、注入、混合、塗布等が挙げられる。コポリエステルの製造および使用中ならびにコポリエステルの廃棄後に接触を行うことができる。つまり、本発明は、生分解プロセスを開始かつ促進するために、消耗品を保持しない、または皮膚または粘膜と接触しない、高芳香族含量コポリエステルを含有する製品に、製造または使用中に加水分解酵素を適用することを企図する。「予備処理」、「後処理」および「処理」という用語は同義であり、それぞれが、対象のコポリエステルに加水分解酵素を接触させることを意味する。これらの用語の意味は、加水分解酵素が対象のコポリエステルにいつ適用されるかによって、必ずしも定義されるわけではない。例えば、使用前または廃棄前の加水分解酵素の接触は、「予備処理」または「処理」とみなされる。同様に、使用後または廃棄後のいずれかの時点での加水分解酵素の接触は、「後処理」または「処理」とみなされる。
【００７７】
対象のコポリエステルを対象の加水分解酵素と接触させることの具体的な内容は不定であり、使い捨て製品の性質ならびに予想される廃棄経路に応じて異なる。一般に、コンポスト化および埋立地の廃棄物コンテクスト、ならびに廃水処理システムから回収される固形ゴミ、グリットおよび汚泥に関して、対象のコポリエステルを加水分解酵素と接触させる、種々の実施形態が存在する。リサイクル可能な物品の回収を含む廃棄物回収の後に、リサイクル不可能な固形廃棄物をリサイクル可能な廃棄物から分離する。水溶液が対象のコポリエステルと接触するように、リサイクル不可能な固形廃棄物に、少なくとも１種類の加水分解酵素または加水分解酵素の混合物約０．１〜約１０．０重量％を含有する水溶液を適用することができる。かかる接触は、固形廃棄物に吹付けることを含み得る。接触の第２実施形態は、対象のコポリエステルを含有する物品をコーティングすることを含む。代替方法としては、かかる物品は、加水分解酵素の水溶液で塗装されるか、またはその水溶液中に浸漬される。これらの実施例は、本発明を制限するものではなく；本発明は、加水分解酵素を含有する水溶液と対象のコポリエステルを接触させる実質的にすべての方法を企図する。さらに、使い捨て物品および廃棄物コンテクストの性質に応じて、加水分解酵素を複数回適用して、固形廃棄物と接触させることが企図される。
【００７８】
例えば、地方自治体のコンポスト設備に捨てられた廃棄物については、廃棄物回収プロセス中のいずれかの時点で、ならびに廃棄物がコンポスト設備に到着した後に、少なくとも１種類の加水分解酵素の水溶液を適用することができる。コンポスト化は高い湿度および温度の条件で行われることから、加水分解酵素溶液を数回または１回でも適用することによって、微生物作用により達成される生分解を適切に促進することが企図される。高芳香族コポリエステルを含有する物品を加水分解酵素と直接接触させることが重要であるが、かかる物品をより高い割合で含有する廃棄物塊（ｗａｓｔｅ  ｍａｓｓ）を、加水分解酵素を含有する溶液で完全に飽和させる。代替方法としては。かかる物品を少量含有する廃棄物量については、徹底的な吹付けで十分である。
【００７９】
セルが満杯になり、閉じられるまで、廃棄物が毎日同じセル内に置かれ、固められ、覆い隠される、埋め立ての特性のために、埋立地における固形廃棄物、および／または廃水処理から選別された固形廃棄物への加水分解酵素の接触は一般に、廃棄物が埋立地に投棄された後に行われる。それを密閉するまで、セルに加水分解酵素溶液を複数回適用することが企図される。従来の「乾燥したゴミの墓穴」埋立地はコンポスト化の温度および湿度を達成しないが、密閉されるため、かつそれらが一般に嫌気性、メタン産生であるために、さらに高温を達成し得る：微生物による加水分解は、コンポスト化コンテクストにおける分解よりもゆっくりと起こり、埋立地分解は、コンポストにおける数ヶ月または数年と比較して、何十年もかかる。それにもかかわらず、従来の埋立地における対象のコポリエステルに加水分解酵素を接触させる段階は、生分解がそこで起こるとしても促進するだろう。バイオリアクター埋立地において、分解条件は、湿度および空気含量が増加するという点から、コンポストの条件に近くなる。さらに有利な条件のために、廃棄物コンテククスと中の高芳香族コポリエステルに加水分解酵素を適用することは、乾燥したゴミの墓穴埋立地においてよりも速く生分解率を加速する作用がある。
【００８０】
本発明の方法が有用である場合には、廃水処理プロセスにおいて少なくとも２つの段階がある：固形ゴミの最初の選別において、選別した後であり、埋立地にゴミを投棄するまでのいずれかの時点で、加水分解酵素の溶液を固形ゴミと接触させる；後に、汚泥およびスカムがダイジェスターに入った際に、加水分解酵素の溶液をダイジェスターに添加して、コポリエステル粒子の分解を促進する。そして、当然のことながら、グリットおよび／または消化された物質を、埋立地に投棄した後に、加水分解酵素を接触させることができる。
【００８１】
水（Ａｑｕａｔｉｃ）バイオリアクターでのコンポストの模擬実験
コンポストは、複合有機材料および無機粒状物質を含有する異質的な複合環境である。１つの実験からもう１つの実験へと操作条件を一致させ、それを維持することは難しい。さらに、標準的分析方法を容易に適用することができない。したがって、脂肪族−芳香族コポリエステルに対する加水分解酵素処理の効果を評価するために、水バイオリアクターを設計した。ポリマーの生分解性／コンポスト化性を特徴付ける、水性反応システムの使用は以前に報告されており、実験変数の制御が容易になる。Ｋｌｅｅｂｅｒｇら、上記；Ｇｏｕｄａら、上記；およびＧｅｒｍａｎ  ｔｅｓｔｉｎｇ  ｓｔａｎｄａｒｄ  ＤＩＮ  Ｖ５４９００，Ｄｅｕｔｓｃｈｅｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔ  ｆｕｒ  Ｎｏｒｍｂｕｒｇ  １９９８  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃｏｍｐｏｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｐａｒｔｓ１−３を参照のこと。本発明の方法において、水バイオリアクター内の条件は、コンポスト化環境で見られる条件（５５〜６０℃、相対湿度１００％）と非常に似ていた。本明細書における水バイオリアクター実験から得たデータは、地方自治体のコンポスト化システムから予想されるデータと類似している。最終的に、廃棄物生分解が加速しているという決定は、酵素処理後のバイオリアクター中の固形ポリマーの残存量の測定に依存する。
【００８２】
バイオリアクター
バイオリアクター＃１は、ねじ蓋を有する５００ｍＬ標準ジャケット付きガラス容器であった（Ｂｅｌｌｃｏ  Ｇｌａｓｓ社、Ｓｔｏｃｋ＃１９６５−５０５００Ｗ／Ｊ）。バイオリアクターは、連続攪拌を提供するための電磁スターラーを有し、ｐＨを８．０に維持するためにコントローラーに装着された。バイオリアクターの内側の温度を一定に保つために、循環水浴を使用して、バイオリアクタージャケットに水を通した。流量５０ｍＬ／分でバイオリアクター培地に空気を通気した。
【００８３】
コンポストティー
わずかな修正を加えて、文献に報告されているように、コンポストティーを調製した。別々の５００ｍＬねじ蓋ガラス製エルレンマイヤーフラスコ中で、各コンポスト約９ｇをＳＭＶ１培地１００ｍＬに添加した。フラスコを振盪水浴中で５５℃にて１６時間インキュベートした。各フラスコ（５０ｍＬ）中の液体の上部部分を別々の５０ｍＬ遠心チューブに注いだ。チューブを５分間静置し、最も大きな粒子を沈降させた。液体の上部４０ｍＬを各チューブから取り出し、新たな５０ｍＬ遠心チューブに入れた。そのチューブを５０００ｒｐｍにて５分間遠心した。各ペレットをＳＭＶ１培地１０ｍＬに再懸濁した。再懸濁されたペレットすべてを合わせて、濃縮コンポストティーを形成した。
【００８４】
分解の測定
ポリマーの分解を測定する多くの方法が当技術分野で公知である。これらの例としては、物理的観察、重量分析、バイオガス（つまり、二酸化炭素）生成、バイオマスの蓄積、分解生成物の特徴付け（例えば、ＧＣ、ＬＣ、ＭＳ、ＵＶ等の標準分析技術を使用）、および粒径分析が挙げられる。具体的には、酵素処理前および後に測定された固形ポリマーの量を用いて、単位時間当たりの分解速度を決定することができる。さらに、試料を採取し、光学粒径分析器を使用して、種々の条件に応じて、時間の経過にしたがって、ポリマー粒子の相対粒径および濃度を測定することができる。炭素源としてポリマーを使用する、１種または複数種の微生物の能力は、全バイオマスの増加によって測定することができる。
【００８５】
培養システム
古典的な回分培養法は密閉システムであり、培地の組成は、培養の最初に設定され、培養プロセス中に人為的変更は受けない。したがって、培養プロセスの最初に、培地に所望の生物を接種し、システムに何も添加せず、成長または代謝活性を生じさせる。しかしながら、一般に、「回分」培養は、炭素源の添加についてのバッチであり、しばしばｐＨおよび酸素濃度などの因子を制御する試みがなされている。回分システムにおいて、システムの代謝産物およびバイオマス組成は、培養が終了する時点まで絶えず変化する。回分培養内で、細胞は、静的な誘導期を経て高成長対数期に入り、最終的に成長速度が低下する、または止まる静止期へと移行する。未処理の場合には、静止期の細胞は最終的に死滅する。対数期の細胞は、一部のシステムにおいて最終生成物または中間体の生成の大きさ（バルク）を担う場合が多い。静止期または対数期後の生成は、他のシステムにおいて得ることができる。
【００８６】
標準回分システムの変形形態は、半回分システムである。半回分培養プロセスもまた本発明に適しており、培養が進行するに従って、基質が段階的に増量しながら添加されることを除いては、一般的な回分システムを含む。異化代謝産物の抑圧が細胞の代謝を抑制する傾向がある場合、ならびに培地中に限れた量の基質を有することが望ましい場合に、半回分システムが有用である。半回分システムにおける実際の基質濃度の測定は難しく、したがって、ｐＨ、溶存酸素および二酸化炭素などの廃棄物ガスの分圧など、測定可能な因子の変化に基づいて推定される。回分および半回分培養法は、技術分野でよく知られており、その例は、Ｔｈｏｍａｓ  Ｄ．Ｂｒｏｃｋ，Ｉｎ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ａ  Ｔｅｘｔｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ（１９８９年）２ｎｄ  Ｅｄ．Ｓｉｎａｕｅｒ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｓｕｎｄｅｒｌａｎｄ，ＭＡ（“Ｂｒｏｃｋ”）またはＤｅｓｈｐａｎｄｅ，Ｍｕｋｕｎｄ  Ｖ．（１９９２年）Ａｐｐｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．，３６：２２７〜２３４頁に記載されている。
【００８７】
連続培養で商業生産も達成することができる。連続培養は、規定の培地を連続的にバイオリアクターに添加し、等量のコンディショニング（ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｄ）培地を処理のために同時に取り出す、開放システムである。連続培養では一般に、細胞は一定の高い液相密度で維持され、その密度で細胞は主に対数期増殖状態にある。代替方法としては、連続培養は固定化細胞で実施することができ、炭素および栄養素が連続的に添加され、有用な生成物、副生成物または廃棄物が連続的に、細胞塊から除去される。細胞の固定化は、天然および／または合成材料で構成された広範囲の固体担体を使用して行うことができる。
【００８８】
連続または半連続培養は、細胞増殖または最終生成物濃度に影響を及ぼす１つの因子または任意の数の因子を調節することを可能にする。例えば、１つの方法では、炭素源または窒素レベルなどの制限栄養素を固定速度に維持し、他のすべてのパラメーターを加減することが可能となる。他のシステムでは、培地濁度によって測定される細胞濃度を一定に維持しながら、成長に影響を及ぼす多くの因子を連続的に変えることができる。連続システムは、定常状態の成長条件を維持しようとし、したがって、培地が取り除かれることが原因である、細胞の減少は、培養における細胞増殖速度に対してバランスがとられなければならない。連続培養プロセスの栄養素および成長因子を調節する方法、ならびに生成物の形成速度を最大にする技術は、産業微生物学の分野で良く知られており、様々な方法が、Ｂｒｏｃｋ、上記によって詳述されている。
【実施例】
【００８９】
本発明は、以下の実施例においてさらに定義される。これらの実施例は、単に実例として示されていることを理解されたい。上記の記述およびこれらの実施例から、当業者は、本質的な特徴を把握することができ、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の使用および条件にそれを適応させるために、本発明に種々の変更および修正を加えることができる。
【００９０】
一般的方法
細菌培養液の維持および成長に適している材料および方法は、当技術分野でよく知られている。以下の実施例で使用するのに適している技術は、Ｇｅｒｈａｒｄｔ，Ｐ．ら、ｅｄｓ．，ＭＡＮＵＡＬ  ＯＦ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＧＥＮＥＲＡＬ  ＢＡＣＴＥＲＩＯＬＯＧＹ（１９９４年）Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ、またはＢｒｏｃｋ（上記）に述べられている。別段の指定がない限り、細菌細胞の成長および維持に使用されるすべての試薬および材料をＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）、ＤＩＦＣＯ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社（Ｄｅｔｒｏｉｔ，ＭＩ）、ＧＩＢＣＯ／ＢＲＬ社（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）、またはＳｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から入手した。
【００９１】
以下の実施例で使用される加水分解酵素、つまりリパーゼは、Ｓｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から市販されているＮｏｖｏｚｙｍｅｓ社（Ｄｅｎｍａｒｋ）の製品である。Ｎｏｖｏｚｙｍｅ（商標）８７１は、Ｔｈｅｒｍｏｍｙｃｅｓ  ｌａｎｕｇｉｎｏｓｕｓ由来のリパーゼ（ＣＡＳ９００１−６２−１；Ｅ．Ｃ．３．１．１．５；Ｓｉｇｍａ製品番号Ｌ０９０２）である。Ｐａｌａｔａｓｅ  ２００００Ｌは、Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ  ｍｉｅｈｅｉ由来のリパーゼ（ＣＡＳ９００１−６２−１；Ｅ．Ｃ．３．１．１．５；Ｓｉｇｍａ製品番号Ｌ４２７７）である。Ｌｉｐｏｌａｓｅ  １００Ｌは、Ｔｈｅｒｍｏｍｙｃｅｓ  ｌａｎｕｇｉｎｏｓｕｓ由来のリパーゼ（ＣＡＳ９００１−６２−１；Ｅ．Ｃ．３．１．１．５；Ｓｉｇｍａ製品番号Ｌ０７７７）である。
【００９２】
本発明において開示されるポリマーは、当業者によって合成することができるし、あるいはＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から購入することができる。分解について試験されたポリマーは以下の組成を有する：「ポリマーＡ」は、ＤＢＥ−５  １７．５モル％（グルタル酸ジメチル、ＣＡＳ＃１１１９−４０−０、酸全体１００モル％を基準として）、ＤＲＬ−６  ２モル％（ジメチル５−スルホイソフタレート、ナトリウム塩、ＣＡＳ＃３９６５−５５−７）と共に、ポリ（エチレンテレフタレート）を含むスルホン化脂肪族−芳香族ポリマーであり；「ポリマーＢ」は、ＤＢＥ−５  １７．５モル％（グルタル酸ジメチル、ＣＡＳ＃１１１９−４０−０、酸全体１００モル％を基準として）、ＤＲＬ−６  ２モル％（ジメチル５−スルホイソフタレート、ナトリウム塩、ＣＡＳ＃３９６５−５５−７）、およびポリ（エチレングリコール）８重量％（１０００ＭＷ，ｂｏｐ）と共に、ポリ（エチレンテレフタレート）からなるスルホン化脂肪族−芳香族コポリエステルである。
【００９３】
略語の意味は以下のとおりである：「ｈ」は時間、「ｍｉｎ」は分、「ｓｅｃ」は秒、「ｄ」は日数、「ｍＬ」はミリリットル、「Ｌ」はリットル、「μＬ」はマイクロリットル、「ｇ」はグラム、「ｍｇ」はミリグラム、「μｇ」はマイクログラム、「Ｍ」はモル、「ｍＭ」はミリモル、「μＭは」マイクロモルを意味し、「ＯＤ」＝指定波長での光学濃度である。
【００９４】
実施例１
種々の基質に対するリパーゼの作用を決定するための酵素アッセイ
この実施例では、リパーゼでの処理によって、脂肪族−芳香族コポリエステルからテレフタル酸がどのように放出されるかを述べる。最終ふるいサイズ０．００６インチを用いて、Ｂａｎｔａｍ  Ｍｉｃｒｏｐｕｌｖｅｒｉｚｅｒ（Ｍｉｋｒｏｐｕｌ社、Ｓｕｍｍｉｔ，ＮＪ）においてポリマー基質を粉砕した。１２５ｍＬねじ蓋ガラス製エルレンマイヤーフラスコにおいて、ポリマー基質の試料をリパーゼ（Ｎｏｖｏｚｙｍｅ（商標）８７１）と共にインキュベートした。最終濃度０．４％（ｗ／ｖ）にて、ポリマー基質を１０ｍＭリン酸カリウムバッファー（ｐＨ７．０）に懸濁した。ストック溶液（０．５単位／ｍＬ）からフラスコに、酵素を最終濃度１０単位／ｍＬまで添加した。バッファーのみ、酵素のみ、基質のみの対照フラスコもまた調製した。フラスコをしっかりと閉め、振盪水浴中で５５℃にてインキュベートした。初期試料（Ｔ0）の後、２４時間（Ｔ24）および４８時間（Ｔ48）で試料を抜き取った。その試料を０．４５ミクロンＡｃｒｏｄｉｓｃ（登録商標）シリンジフィルター（Ｐａｌｌ社、Ａｎｎ  Ａｒｂｏｒ，ＭＩ）に通した。インキュベーション中に各ポリマー基質から放出されたテレフタル酸の量を、各試料について、λ＝２４０ナノメートルにて紫外線吸光度を測定することによって決定した（Ａｂｓ240）。２つ組のフラスコについて、各試料時間でＡｂｓ240の値を平均した。酵素を使用していないポリマーについてのＴ48平均Ａｂｓ240を酵素を使用した同一ポリマーについてのＴ48平均Ａｂｓ240から引くことによって、４８時間後に酵素活性によって生じた吸光度（つまり、放出されたテレフタレートの量）の変化を決定した。
【００９５】
酵素と共にインキュベートされた基質のＡｂｓ240値は、酵素なしでインキュベートされた同一基質のＡｂｓ240値よりも一貫して高かった。Ｔ48値でのΔＡｂｓ240から、最大量のテレフタル酸がポリマーＢから放出され、最少量のテレフタル酸がＰＥＴから放出されたことが示されている。
【００９６】
表1.  リパーゼNovozymeTM 871で処理された様々な試料ポリマーからのテレフタル酸の放出
2008500424.tif 000003
a ２つ組のフラスコからの試料の値の平均。
b ΔAbs240 = (酵素を有する基質YのAbs240) - (基質YのAbs240)
【００９７】
実施例２
リパーゼ処理されたポリマーＢの向上した分解
この実施例では、どのようにして、市販のリパーゼでポリマーＢを最初に処理することによって、コンポストから誘導される微生物集合体により、ポリマーをより迅速に分解することが可能となるかを述べる。
【００９８】
リパーゼでのポリマーＢの最初の処理、および微生物集合体でのポリマーＢのその後の処理をバイオリアクター＃１で行った。バイオリアクター＃１は、ねじ蓋を有する５００ｍＬ標準ジャケット付きガラス容器であった（Ｂｅｌｌｃｏ  Ｇｌａｓｓ社、Ｓｔｏｃｋ＃１９６５−５０５００Ｗ／Ｊ）。バイオリアクターは、連続攪拌を提供するための電磁スターラーを有し、ｐＨを８．０に維持するためにコントローラーに装着された。バイオリアクターの内側の温度を一定に保つために（最初は５５℃、操作して４２日後には５８℃）、循環水浴を使用して、バイオリアクタージャケットに水を通した。流量５０ｍＬ／分でバイオリアクター培地に空気を通気した。バイオリアクターは最初、ＳＭＶ１培地３５０ｍＬ（０．０５Ｍリン酸カリウムバッファー（ｐＨ８．０）、０．０１Ｍ硫酸アンモニウム、０．００１％酵母抽出物、２ｍＭ  ＭｇＣｌ2、０．７ｍＭ  ＣａＣｌ2、０．０５ｍＭ  ＭｎＣｌ2、０．００１ｍＭ  ＺｎＣｌ3、０．００２ｍＭ  チアミン塩酸塩、１．７２μＭ  ＣｕＳＯ4、２．５３μＭ  ＣｏＣｌ2、２．４２μＭ  ＮａＭｏＯ2、ビタミンＢ１２  ０．００５ｇ、ｐ−アミノ安息香酸０．００５ｇ、およびＢＭＥビタミン０．５ｍＬ／Ｌ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社））をポリマーＢ０．４％（ｗ／ｖ）と共に含有した。市販のリパーゼＮｏｖｏｚｙｍｅ８７１（最終濃度１０単位／ｍＬ）、Ｐａｌａｔａｓｅ  ２００００Ｌ（最終濃度１０単位／ｍＬ）およびＬｉｐｏｌａｓｅ  １００Ｌ（最終濃度１単位／ｍＬ）をバイオリアクターに添加した。バイオリアクター＃１と本質的に同じ、もう１つのバイオリアクターを対照として同時に操作して、リパーゼ処理の有効性を評価した。バイオリアクター＃２は、ＰＥＴ０．４％およびバイオリアクター＃１と同じ市販のリパーゼと共にＳＭＶ１培地を含有した。バイオリアクター＃３は、リパーゼが添加されることなく、ＰＥＴ０．４％と共にＳＭＶ１培地を含有した。バイオリアクター＃４は、リパーゼが添加されることなく、ポリマーＢ０．４％と共にＳＭＶ１培地を含有した。実験の最初（１日目）と、さらに１５日目に、バイオリアクター＃１およびバイオリアクター＃２にリパーゼを添加した。
【００９９】
操作から２４時間後、４種の異なるコンポスト（カニ殻とオガクズのコンポスト、家禽ゴミのコンポスト、および刈り取られた庭の草の２種類の異なるコンポスト）で製造された濃縮「コンポストティー」としての微生物と共に、バイオリアクターのすべてをインキュベートした。別々の５００ｍＬねじ蓋ガラス製エルレンマイヤーフラスコ中で、各コンポスト約９ｇをＳＭＶ１培地１００ｍＬに添加した。フラスコを振盪水浴中で５５℃にて１６時間インキュベートした。各フラスコ（５０ｍＬ）中の液体の上部部分を別々の５０ｍＬ遠心チューブに注いだ。チューブを５分間静置し、最も大きな粒子を沈降させた。液体の上部４０ｍＬを各チューブから取り出し、新たな５０ｍＬ遠心チューブに入れた。そのチューブをＳｏｒｖａｌ  Ｔ６０００Ｄ卓上形遠心機において５０００ｒｐｍにて５分間遠心した。各ペレットをＳＭＶ１培地１０ｍＬに再懸濁した。再懸濁されたペレットすべてを合わせて、濃縮コンポストティーを形成した。各バイオリアクターを濃縮コンポストティー３．５ｍＬと共にインキュベートした。培地を連続的に攪拌しながら、粒径分析のための試料（５ｍＬ）をバイオリアクターから取り出した。試料を等量のエタノールと混合し、レーザー回折装置（Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ  ＬＳ２３０）で同じ日に分析した。
【０１００】
大きな粒子、特に直径４０μｍを超える粒子の存在が強調される、体積加重分布にポリマーＢおよびＰＥＴ粒子の粒径分布をプロットした。いずれのバイオリアクターからの初期試料についても粒径分布の有意差はなかった（データは示していない）。９０日目には、リパーゼ処理したポリマーＢの粒径分布は、未処理のポリマーＢと有意に差があった（図１）。未処理のポリマーＢは、１０μｍ未満〜約６００μｍの範囲である広い粒径分布を有し、粒子の大部分は２００μｍ〜６００μｍの範囲であるのに対して、リパーゼ処理ポリマーＢは、この粒径範囲における粒子を欠いていた。さらに、リパーゼ処理ポリマーＢのピーク粒径（約１５０μｍ）は、未処理ポリマーＢのピーク粒径（約２５０μｍ）よりもかなり低かった。これらのデータから、リパーゼで処理することによって、濃縮コンポストティー中に最初に含有される微生物による、ポリマーＢの生分解が有意に促進されることが示された。一方、リパーゼによる処理および濃縮コンポストティー中に含有される微生物とのインキュベーションは、ＰＥＴにほとんど、または全く影響をしなかった（図２）。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】酵素処理後の、水反応器（ａｑｕａｔｉｃ  ｒｅａｃｔｏｒ）におけるポリマーＢの分解に対するリパーゼ処理の効果を示す。
【図２】水（ａｑｕａｔｉｃ）バイオリアクターにおける、ポリマー粒径分布の減少によって測定される、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の分解に対するリパーゼ処理の効果を示す。
【図１】
2008500424.tif 000004
【図２】
2008500424.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月24日(2007.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物による脂肪族−芳香族コポリエステルの加水分解を増大する方法であって、
前記コポリエステルが、
少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはそのエステル、および
少なくとも１種類の脂肪族ジカルボン酸またはそのエステル
を含み、前記芳香族酸が前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体の６０モル％を超え、約９９モル％までを占め、
水溶液中の少なくとも１種類の加水分解酵素を前記コポリエステルに接触させることを含む、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
大きな粒子、特に直径４０μｍを超える粒子の存在が強調される、体積加重分布にポリマーＢおよびＰＥＴ粒子の粒径分布をプロットした。いずれのバイオリアクターからの初期試料についても粒径分布の有意差はなかった（データは示していない）。９０日目には、リパーゼ処理したポリマーＢの粒径分布は、未処理のポリマーＢと有意に差があった（図１）。未処理のポリマーＢは、１０μｍ未満〜約６００μｍの範囲である広い粒径分布を有し、粒子の大部分は２００μｍ〜６００μｍの範囲であるのに対して、リパーゼ処理ポリマーＢは、この粒径範囲における粒子を欠いていた。さらに、リパーゼ処理ポリマーＢのピーク粒径（約１５０μｍ）は、未処理ポリマーＢのピーク粒径（約２５０μｍ）よりもかなり低かった。これらのデータから、リパーゼで処理することによって、濃縮コンポストティー中に最初に含有される微生物による、ポリマーＢの生分解が有意に促進されることが示された。一方、リパーゼによる処理および濃縮コンポストティー中に含有される微生物とのインキュベーションは、ＰＥＴにほとんど、または全く影響をしなかった（図２）。
次に、本発明の好ましい態様を示す。
1.  微生物による脂肪族−芳香族コポリエステルの加水分解を増大する方法であって、
前記コポリエステルが、
少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはそのエステル、および
少なくとも１種類の脂肪族ジカルボン酸またはそのエステル
を含み、前記芳香族酸が前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体の６０モル％を超え、約９９モル％までを占め、
水溶液中の少なくとも１種類の加水分解酵素を前記コポリエステルに接触させることを含む、方法。
2.  前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはエステルを少なくとも約６１モル％〜約９０モル％含む、上記１に記載の方法。
3.  前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはエステルを少なくとも約７０モル％含む、上記２に記載の方法。
4.  前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはエステルを少なくとも約７５モル％含む、上記２に記載の方法。
5.  前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはエステルを少なくとも約８０モル％含む、上記２に記載の方法。
6.  前記少なくとも１種類の芳香族ジカルボン酸またはエステルが、テレフタル酸、ジメチルテレフタレート、イソフタル酸、ジメチルイソフタレート、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ジメチル−２，６−ジカルボン酸、ジメチル−２，６−ナフタレンおよびこれらの混合物からなる群から選択され；前記少なくとも１種類の脂肪族ジカルボン酸またはエステルが、コハク酸、コハク酸ジメチル、グルタル酸、グルタル酸ジメチル、２−メチルグルタル酸、３−メチルグルタル酸、アジピン酸、アジピン酸ジメチル、シュウ酸、シュウ酸ジメチル、マロン酸、マロン酸ジメチル、およびこれらの混合物からなる群から選択される、上記１に記載の方法。
7.  前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の脂肪族酸またはエステルを約１モル％〜約４０モル％未満含む、上記６に記載の方法。
8.  前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の脂肪族酸またはエステルを約２０モル％〜約４０モル％未満含む、上記６に記載の方法。
9.  前記コポリエステルが、デンプン、タンパク質、セルロース、ワックス、充填剤、ケイ酸塩充填剤、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアミドまたはこれらの混合物と合わせられる、上記１に記載の方法。
10.  前記コポリエステルがさらに、少なくとも１種類のジオールを含む、上記３に記載の方法。
11.  前記少なくとも１種類のジオールが、１，２−エタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、エチレングリコール、ジ（エチレングリコール）、トリ（エチレングリコール）、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（アルキレンエーテル）グリコール、ポリ（プロピレンエーテル）グリコールおよびこれらの混合物からなる群から選択される、上記１０に記載の方法。
12.  前記コポリエステルがさらに、スルホン化化合物を含む、上記１に記載の方法。
13.  前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジオール全体またはジカルボン酸全体を基準として、スルホン化化合物を約０．１〜約１０．０モル％含む、上記１２に記載の方法。
14.  前記スルホン化化合物が、スルホン化モノもしくはジカルボン酸、またはそのエステルもしくは金属塩からなる群から選択される、上記１２に記載の方法。
15.  前記スルホン化化合物が、スルホコハク酸、３−スルホ安息香酸、４−スルホ安息香酸、５−スルホサリチル酸、スルホフタル酸、スルホテレフタル酸、および５−スルホイソフタル酸、またはそのエステルもしくは塩からなる群から選択される、上記１２に記載の方法。
16.  前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、少なくとも１種類の脂肪族カルボン酸またはエステルを約２０モル％〜約４０モル％未満含む、上記１２に記載の方法。
17.  前記コポリエステルがさらに、少なくとも１種類のジオールを含む、上記１２に記載の方法。
18.  前記コポリエステルが、前記コポリエステルにおけるジカルボン酸全体を基準として、グルタル酸ジメチル約１７．５モル％、ジメチル５−スルホイソフタレート、ナトリウム塩約２モル％を含む、上記１に記載の方法。
19.  前記コポリエステルがさらに、ポリ（エチレングリコール）約８重量％を含む、上記１８に記載の方法。
20.  前記水溶液が、少なくとも１種類の加水分解酵素約０．１〜約１０重量％を含む、上記１に記載の方法。
21.  前記少なくとも１種類の加水分解酵素が、プロテアーゼ、リパーゼ、クチナーゼ、エステラーゼおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される、上記１に記載の方法。
22.  前記少なくとも１種類の加水分解酵素が、リパーゼを含む、上記６に記載の方法。
23.  前記少なくとも１種類の加水分解酵素が、リパーゼを含む、上記１０に記載の方法。
24.  前記少なくとも１種類の加水分解酵素が、リパーゼを含む、上記１２に記載の方法。
25.  前記少なくとも１種類の加水分解酵素の接触が、前記少なくとも１種類の加水分解酵素と前記コポリエステルとの、吹付け、塗装、コーティング、塗布、処理、および混合からなる群から選択される、上記１に記載の方法。
26.  前記微生物による前記コポリエステルの分解前に、前記コポリエステルに前記少なくとも１種類の加水分解酵素を接触させる、上記１に記載の方法。
27.  前記コポリエステルが、廃棄物コンテクスト中に位置する、上記１に記載の方法。
28.  前記廃棄物コンテクストが、固形廃棄物、コンポスト、または廃水処理システムである、上記２７に記載の方法。
29.  前記少なくとも１種類の加水分解酵素の接触が、前記少なくとも１種類の加水分解酵素と前記コポリエステルとの、吹付け、塗装、コーティング、塗布、処理、および混合からなる群から選択される、上記２７に記載の方法。
【国際調査報告】
2008500424.tif 000006
2008500424.tif 000007
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