(57)【要約】【課題】本発明は、入手しやすい材料を用いて、効率よく完全にビスフェノール誘導体を溶液系から除去する方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、溶液系に、ペルオキシダーゼと、過酸化水素と、ポリエチレングリコールとを添加して、ビスフェノール誘導体を不溶化させる工程と、不溶化させたビスフェノール誘導体を溶液系からろ別除去する工程と、を含むビスフェノール誘導体除去方法を提供する。本発明によれば、多種類のビスフェノール誘導体を効率よく不溶化させ、溶液からろ別除去することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液系からビスフェノール誘導体を除去する方法であって、
前記溶液系に、ペルオキシダーゼと、過酸化水素と、ポリエチレングリコールとを添加して、該ビスフェノール誘導体を不溶化させる工程と、
不溶化させた前記ビスフェノール誘導体を、前記溶液系からろ別除去する工程と、を含む方法。
【請求項２】
前記ビスフェノール誘導体を不溶化させる工程に先立ち、前記溶液系におけるビスフェノール誘導体濃度を２．５ｍＭ以下に調整する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ポリエチレングリコールを、前記溶液中で０．００５ｍｇ／ｃｍ3以上となるように添加する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリエチレングリコールの分子量が、１．０×１０3〜５．０×１０5である、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記過酸化水素濃度を、前記ビスフェノール誘導体の濃度［ＢＰＡ（ｍＭ）］と該過酸化水素の濃度［Ｈ2Ｏ2（ｍＭ）］の比（［ＢＰＡ（ｍＭ）］／［Ｈ2Ｏ2（ｍＭ）］）が４０／６０〜６０／４０となるように添加する、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ペルオキシダーゼを、前記ビスフェノール誘導体の濃度［ＢＰＡ（ｍＭ）］と該ペルオキシダーゼの濃度［ＨＲＰ（Ｕ／ｃｍ3）］の比（［ＢＰＡ（ｍＭ）］／［ＨＲＰ（Ｕ／ｃｍ3）］）が０．５〜３．０となるように添加する、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ろ別除去する工程で、溶液系のｐＨを５以下とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記ペルオキシダーゼが西洋ワサビペルオキシダーゼである、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ビスフェノール誘導体が、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＢ、ビスフェノールＥ、ビスフェノール酸、ビスフェノールＣ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＴ、ビスフェノールＺ、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、２，４'−ジヒドロキシフェニルメタン、４，４'−ジヒドロキシベンゾフェノン、及び２，４'−ジヒドロキシベンゾフェノンからなる群より選択される１種以上である、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
溶液系からビスフェノール誘導体を除去する装置であって、
ペルオキシダーゼ添加手段、過酸化水素添加手段、及びポリエチレングリコール添加手段と、
溶液系の温度及びｐＨの測定及び調整手段と、
不溶化した前記ビスフェノール誘導体をろ別除去する手段と、を備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビスフェノール誘導体を含む溶液から、ビスフェノール誘導体を効率よく除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビスフェノールＡ（２，２'−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン）（以下「ＢＰＡ」と記載する場合もある）とその誘導体は、エポキシ樹脂やポリカーボネート樹脂の製造原料として、また抗酸化剤、難燃剤、顕色剤などとしてプラスチック、繊維、化成品、染料、製紙などの幅広い工業分野で使われている。また、日常生活においてもＢＰＡやその誘導体を原料として製造された製品が食品食器や包装などとして用いられており、ＢＰＡやその誘導体の工場廃水中から環境中への排出やエポキシ樹脂やポリカーボネート樹脂製品からの溶脱が懸念されている。
【０００３】
ＢＰＡやその誘導体は、ダイオキシン、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、フタル酸エステル、オクチルフェノール、ノニルフェノールなどと共に、動物やヒトの内分泌系かく乱物質の一種として知られており、鳥類の卵殻薄化、魚介類の雌化、野生動物の生殖異常、免疫機能の低下、男性精子の減少、女性の不妊などに影響を及ぼすと考えられている。また、近年、レスポンシブルケア（ＲＣ）を通して、化学品を、その開発から製造、使用を経て廃棄に至るまで、人の健康と環境を保護するように配慮し、環境、安全、健康面の実行改善を図っていくことが企業側に求められており、ＢＰＡやその誘導体の簡易的な除去方法を確立することは重要である。
【０００４】
ＢＰＡを原料として製造される代表的な樹脂であるポリカーボネートは界面重縮合法かエステル交換法によって合成されるが、合成する段階の分離精製工程で、未反応のＢＰＡ（生産量は２００４年現在、世界で約３２０万トン／年、国内で約５９万トン／年）の多くは廃液から除去されていると言われている。
【０００５】
一方で、化学物質排出把握管理促進法（単に化管法ともいう）が平成１１年に制定され、ＰＲＴＲ制度（Pollutant Release and Transfer Register）とＭＳＤＳ（Material Safety Data Sheet）制度が導入され、ＰＲＴＲ制度において第一種指定化学物質として定められた３５４物質の中に、ＢＰＡ（政令番号：２９、ＣＡＳ登録番号：８０−０５−７）とＢＰＡ型エポキシ樹脂（液状のものに限る）（政令番号：３０、ＣＡＳ登録番号：２５０６８−３８−６）が含まれていることから、ＢＰＡ及びその誘導体の環境への排出が懸念されていることがわかる。２００１年度のＰＲＴＲデータに基づけば、主たる排出経路はＢＰＡを使用する段階からの水域への排出であり、全国で１年間に４１７ｋｇが水域に排出されると推定される。
【０００６】
これまでの研究において、ＢＰＡは一般的な水環境中では加水分解されず、生分解性においても難分解性と判断されているが、馴化を行った特定の好気的条件では生分解される（方法にもよるが、分解率：６０〜９０%、期間：早くて２４時間、長いと２８日）と報告されている。また、東京都下水道局による技術調査年報によれば、オクチルフェノールやノニルフェノールとともにＢＰＡにおいても下水中にかなり高い濃度で含まれていることが明らかになっており、下水処理における除去率は８０%程度とされている。
【０００７】
ＢＰＡを除去する方法として、下水処理施設での汚泥処理の他にＢＰＡ分解菌の利用、ホテイアオイ、キャベツ、ササゲなどの植物による吸収、微細藻類による生物処理などが開発されているが、多くの場合において対象物質はＢＰＡに限られており、他のビスフェノール誘導体を対象としていない。また、これらの方法の多くはＢＰＡの処理分解による無毒化であり、抜本的な除去方法とは言えない部分もある。
【０００８】
これまでの本発明者らの研究により、マッシュルームや麹菌由来のチロシナーゼが、オクチルフェノールやノニルフェノールを含むアルキルフェノールをキノン酸化できるが、ＢＰＡを含むビスフェノール誘導体を分解、酸化処理することはできないことが明らかとなっている。
【０００９】
一方、特開２００２−７９２６６号公報（特許文献１）には、フェノール類を含む廃水中に、ペルオキシダーゼと過酸化水素を加えてフェノール類を分解し、不溶性生成物として排水中から除去する方法が開示されている。この方法によれば、ＢＰＡが過酸化水素存在下、酸化還元酵素ペルオキシダーゼによってラジカル化され、さらに自己重合（カップリング化）することによって水に不溶なオリゴマーとなるので、このオリゴマーをろ別することによりＢＰＡを廃液から除去することができる。
【特許文献１】特開２００２−７９２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、入手しやすい材料を用いて、より効率よく完全にビスフェノール誘導体を溶液系から除去する方法が求められており、本発明は、かかる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】
上記課題を解決するために、本発明者らは研究を重ねた結果、ＢＰＡとペルオキシダーゼを含む溶液系に、さらにポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を添加することにより、オリゴマーの凝集が起こりやすくなること、また、オリゴマーの生成後、溶液系をペルオキシダーゼの至適ｐＨより酸性側に調整することにより、オリゴマーの凝集がさらに起こりやすくなり、ろ別によりほぼ１００%のＢＰＡを溶液系から除去できること、さらにこれらの方法はＢＰＡのみならず複数のビスフェノール誘導体に適用可能であること等を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明は、
〔１〕溶液系からビスフェノール誘導体を除去する方法であって、前記溶液系に、ペルオキシダーゼと、過酸化水素と、ポリエチレングリコールとを添加して、該ビスフェノール誘導体を不溶化させる工程と、不溶化させた前記ビスフェノール誘導体を、前記溶液系からろ別除去する工程と、を含む方法。；
〔２〕前記ビスフェノール誘導体を不溶化させる工程に先立ち、前記溶液系におけるビスフェノール誘導体濃度を２．５ｍＭ以下に調整する工程をさらに含む、上記〔１〕に記載の方法；
〔３〕前記ポリエチレングリコールを、前記溶液中で０．００５ｍｇ／ｃｍ3以上となるように添加する、上記〔１〕または〔２〕に記載の方法；
〔４〕前記ポリエチレングリコールの分子量が、１．０×１０3〜５．０×１０5である、上記〔１〕から〔３〕のいずれか１項に記載の方法；
〔５〕前記過酸化水素濃度を、前記ビスフェノール誘導体の濃度［ＢＰＡ（ｍＭ）］と該過酸化水素の濃度［Ｈ2Ｏ2（ｍＭ）］の比（［ＢＰＡ（ｍＭ）］／［Ｈ2Ｏ2（ｍＭ）］）が４０／６０〜６０／４０となるように添加する、上記〔１〕から〔４〕のいずれか１項に記載の方法；
〔６〕前記ペルオキシダーゼを、前記ビスフェノール誘導体の濃度［ＢＰＡ（ｍＭ）］と該ペルオキシダーゼの濃度［ＨＲＰ（Ｕ／ｃｍ3）］の比（［ＢＰＡ（ｍＭ）］／［ＨＲＰ（Ｕ／ｃｍ3）］）が０．５〜３．０となるように添加する、上記〔１〕から〔５〕のいずれか１項に記載の方法；
〔７〕前記ろ別除去する工程で、溶液系のｐＨを５以下とする、上記〔１〕から〔６〕のいずれか１項に記載の方法；
〔８〕前記ペルオキシダーゼが西洋ワサビペルオキシダーゼである、上記〔１〕から〔７〕のいずれか１項に記載の方法；
〔９〕前記ビスフェノール誘導体が、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＢ、ビスフェノールＥ、ビスフェノール酸、ビスフェノールＣ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＴ、ビスフェノールＺ、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、２，４'−ジヒドロキシフェニルメタン、４，４'−ジヒドロキシベンゾフェノン、及び２，４'−ジヒドロキシベンゾフェノンからなる群より選択される１種以上である、上記〔１〕から〔８〕のいずれか１項に記載の方法；
〔１０〕溶液系からビスフェノール誘導体を除去する装置であって、ペルオキシダーゼ添加手段、過酸化水素添加手段、及びポリエチレングリコール添加手段と、溶液系の温度及びｐＨの測定及び調整手段と、不溶化した前記ビスフェノール誘導体をろ別除去する手段と、を備える装置、に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の方法によれば、ビスフェノール誘導体とペルオキシダーゼの反応によって生じるオリゴマーを効率よく凝集させることができるので、ビスフェノール誘導体を溶液中からほぼ完全に除去することができる。本発明の方法は、ＢＰＡに限らず多くのビスフェノール誘導体に適用することができるので、複数種のビスフェノール誘導体を含む溶液系の処理に用いることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明のビスフェノール誘導体除去方法の好ましい実施の形態を説明する。
【００１５】
本発明のビスフェノール誘導体除去方法は、ビスフェノール誘導体を含む溶液系に、ペルオキシダーゼと、過酸化水素と、ポリエチレングリコールとを添加する工程を含む。
【００１６】
本発明の方法によって溶液中から除去されるビスフェノール誘導体は特に限定されないが、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＢ、ビスフェノールＥ、ビスフェノール酸、ビスフェノールＣ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＴ、ビスフェノールＺ、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、２，４'−ジヒドロキシフェニルメタン、４，４'−ジヒドロキシベンゾフェノン、及び２，４'−ジヒドロキシベンゾフェノンからなる群より選択される１種以上が挙げられる。本発明によれば、複数のビスフェノール誘導体を含む可能性のある工場廃液等から、一度に多くのビスフェノール誘導体を除去することが可能である。
【００１７】
表１及び表２に、代表的なビスフェノールＡ及びその誘導体の構造と名称を示し、表３にそれらの主な用途を示す。
【００１８】
【表１】
2008126108.tif 000002
【００１９】
【表２】
2008126108.tif 000003
【００２０】
【表３】
2008126108.tif 000004
【００２１】
本発明の方法は、低濃度から高濃度まで各種濃度のビスフェノール誘導体を含む溶液に適用することができるが、溶液中のビスフェノール化合物の濃度が２．５ｍＭ以下である場合に特に有効である。従って、溶液中のビスフェノール化合物の濃度が２．５ｍＭを超える場合は、予め水やエタノール等の有機溶媒を加えることにより、ビスフェノール濃度が２．５ｍＭ以下となるよう希釈してもよい。ビスフェノール誘導体が２．５ｍＭの場合、エタノールを１５ｖｏｌ％〜３５ｖｏｌ％とするとビスフェノールが十分に溶解し、２０ｖｏｌ％〜３０ｖｏｌ％がより好ましい。
【００２２】
本発明の方法で用いられるペルオキシダーゼは酸化還元酵素の一種であり、過酸化水素の存在下で（１）グアヤコールを基質としてテトラグアヤコールを生成する、（２）ピロガロールを基質としてプルプロガリンを生成するという酵素活性を有する。これまでの研究において、ｏ−、ｍ−及びｐ−アルキルフェノールやＢＰＡに対して活性を示すことが明らかとなっている。
【００２３】
ペルオキシダーゼは高等生物から微生物にいたる生物界に広く分布し、西洋ワサビ、大豆、玄米、大麦若葉、唾液、微生物等に由来する多くの種類のものが知られており、主なペルオキシダーゼは、活性中心に鉄ポルトポルフィリンを有するヘムタンパクである。この中でも植物型ペルオキシダーゼについては非常によく研究され、一次構造だけでも１００種以上が報告されている。
【００２４】
本発明に用いられるペルオキシダーゼの種類は特に限定されないが、入手容易性、取扱いやすさ等の理由から、西洋ワサビペルオキシダーゼ（以下「ＨＲＰ」と記載する場合もある）が好ましい。
【００２５】
ペルオキシダーゼはアルキルフェノールやビスフェノール誘導体をラジカル化することができ、溶液中でラジカル化とラジカルの自己重合（カップリング化）が繰り返されることによって、不溶性のオリゴマーが生成されるので、溶液中からアルキルフェノールやＢＰＡをろ別除去することが可能となる。また、ペルオキシダーゼは、他の酵素に比べて基質特異性が低く、反応特異性が高いことから、溶液に複数種のビスフェノール誘導体やアルキルフェノールが含まれる場合も、それぞれの化合物をラジカル化してオリゴマーを生成させることができる。不溶性オリゴマーの生成は、溶液の濁度の上昇により確認することができる。
【００２６】
ペルオキシダーゼは、溶液中において、ビスフェノール誘導体の濃度［ＢＰＡ（ｍＭ）］とペルオキシダーゼの濃度［ＨＲＰ（Ｕ／ｃｍ3）］の比（［ＢＰＡ（ｍＭ）］／［ＨＲＰ（Ｕ／ｃｍ3）］）が０．５〜３．０となるように添加することが好ましい。より好ましくは１．０〜２．５、さらに好ましくは約２．５である。
【００２７】
本発明の方法では、ビスフェノール誘導体を含む溶液に、ペルオキシダーゼと共に過酸化水素が添加される。ペルオキシダーゼ（Ｆｅ（ＩＩＩ））は、過酸化水素の作用によりカチオンラジカル化し、Ｃｏｍｐｏｕｎｄ  Ｉ（Ｆｅ（ＩＶ）・+）となる。続いて、Ｃｏｍｐｏｕｎｄ  Ｉが１分子の水素供与体をラジカル化してＣｏｍｐｏｕｎｄ  ＩＩ（Ｆｅ（ＩＶ）+）になり、Ｃｏｍｐｏｕｎｄ  ＩＩがさらに１分子の水素供与体をラジカル化してもとのペルオキシダーゼ（Ｆｅ（ＩＩＩ））に戻り、酵素サイクルが一周する。このため、過酸化水素がなければ、ペルオキシダーゼはビスフェノール誘導体に対して活性を示さない。一方、過酸化水素が過剰に存在すると、Ｃｏｍｐｏｕｎｄ  ＩＩが転位し、不活性なＣｏｍｐｏｕｎｄ  ＩＩＩ（Ｆｅ（ＩＩＩ））となってしまう。従って、過酸化水素とビスフェノール誘導体の濃度比（Ｈ2Ｏ2／ＢＰＡ）は４０／６０〜６０／４０範囲とすることが好ましく、より好ましくは４５／５５〜５５／４５、最も好ましくは約１．０である。
【００２８】
本発明の方法では、ビスフェノール誘導体を含む溶液に、ポリエチレングリコールを添加する。ポリエチレングリコールを添加することにより、ペルオキシダーゼの酵素活性を高め、不溶性オリゴマーの生成効率を上昇させると共に、オリゴマーの凝集も促進することができるので、ビスフェノール誘導体を溶液から効率よく除去することができる。
【００２９】
ビスフェノール誘導体の濃度が２．５ｍＭ以下の場合、ポリエチレングリコールは、溶液中で０．００５ｍｇ／ｃｍ3以上となるように添加することが好ましく、０．０１ｍｇ／ｃｍ3以上であることがより好ましい。また、ポリエチレングリコールの分子量は、１．０×１０3〜１．０×１０5が好ましく、緩衝溶液への溶けやすさや、溶液の粘性の点から、５．０×１０3〜５．０×１０4がより好ましく、約１．０×１０4が最も好ましい。
【００３０】
本発明において、ビスフェノール誘導体を不溶化させる工程における溶液のｐＨは、ペルオキシダーゼの種類等により当業者が適宜選択することができる。例えば、ペルオキシダーゼとして西洋ワサビペルオキシダーゼを用いる場合には、ｐＨ４〜１１とすることができ、ｐＨ５〜９で特に効率よくビスフェノール誘導体を除去することができる。不溶性オリゴマーの形成及び凝集しやすい点で、ｐＨ６前後が最も好ましい。
【００３１】
本発明において、ビスフェノール誘導体を不溶化させる工程における溶液の温度も、ペルオキシダーゼの種類等により当業者が適宜選択することができる。例えば、ペルオキシダーゼとして西洋ワサビペルオキシダーゼを用いる場合には、５℃〜５０Ｃの範囲とすることができ、２０℃〜４０℃が好ましく、約３０℃が最も好ましい。
【００３２】
また、本発明の方法は、ビスフェノール誘導体を含む溶液に、エタノールを添加することによって、ビスフェノール誘導体やペルオキシダーゼの溶解が促進され、ビスフェノール除去効率を上げることができる。一方、エタノール濃度が高すぎると、ペルオキシダーゼ活性が低下し、生成した不溶性オリゴマーの溶解性が高くなるため、ビスフェノール誘導体を除去し難くなる。
【００３３】
本発明の方法において、不溶化させたビスフェノール誘導体を溶液系からろ別する工程では、溶液のｐＨを５以下、好ましくは４．５以下、さらに好ましくは４以下とする。これは、ペルオキシダーゼ活性の至適ｐＨよりも酸性側であるため、ビスフェノール誘導体を不溶化させる工程の後、ｐＨを調節するとよい。酸性側の条件では、オリゴマー粒子が凝集するので、ろ紙による分別も可能となる。
【００３４】
さらに、本発明は、溶液系からビスフェノール誘導体を除去する装置も提供する。当該装置は、ペルオキシダーゼ添加手段、過酸化水素添加手段、及びポリエチレングリコール添加手段と、溶液系の温度及びｐＨの測定及び調整手段と、不溶化した前記ビスフェノール誘導体をろ別除去する手段と、を少なくとも備えるものである。例えば工場から廃液が排出される場所や、河川から水を引いて浄化する設備等で用いることができる。
【００３５】
本発明の装置に導入されたビスフェノール誘導体を含む工場廃水や河川水には、まず、ペルオキシダーゼ添加手段、過酸化水素添加手段、及びポリエチレングリコール添加手段により、ペルオキシダーゼ、過酸化水素、ポリエチレングリコールがそれぞれ適当な濃度となるよう添加される。
【００３６】
当該装置が、ビスフェノール誘導体の濃度を検出し、ペルオキシダーゼ等の必要な濃度を算出する手段、また溶液を希釈する手段を備えることも好ましい。これにより、ペルオキシダーゼ添加前にビスフェノール誘導体の濃度を測定し、濃度が高い場合には、水や有機溶媒を加えて、ビスフェノール誘導体を希釈しておくことができる。また、酵素の添加に先立って、溶液は、温度及びｐＨの測定及び調整手段により、ペルオキシダーゼの至適ｐＨ、至適温度に調整される。
【００３７】
本発明の装置では、ペルオキシダーゼの反応によってビスフェノール誘導体がオリゴマー化し不溶化した後、ｐＨの測定及び調整手段により、ｐＨを酸性側、好ましくは４以下に設定する。これによりビスフェノール誘導体のオリゴマーが凝集し、よりろ別しやすくなる。
【００３８】
最後に、ろ別除去手段により、ビスフェノール誘導体のオリゴマーが溶液から除去される。ろ別除去手段としては、市販のフィルターユニット等、公知のろ過装置を用いることができるが、本発明の装置によれば、ビスフェノール誘導体のオリゴマーが好適に凝集するので、ろ紙による分別も可能である。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。尚、以下の実施例においては、ペルオキシダーゼとしてすべて西洋ワサビペルオキシダーゼを使用した。
【００４０】
１．過酸化水素依存性の検討
過酸化水素以外の条件を以下のとおりとし、ペルオキシダーゼ反応の過酸化水素濃度依存性を測定した。
ＢＰＡ濃度：２．５ｍＭ
ＰＥＧ濃度：０．１ｍｇ／ｃｍ3
ＰＥＧ分子量：１．０×１０4
ＨＲＰ濃度：１．０Ｕ／ｃｍ3
溶媒組成：緩衝溶液＋エタノール（３０ｖｏｌ％）
ｐＨ：６．０
温度：３０℃
結果を図１に示す。
過酸化水素濃度が２．５ｍＭ以上になると、過酸化水素濃度が上昇するにつれて残留率は徐々に上昇した。２．５ｍＭのＢＰＡに対して２．５ｍＭとなるように過酸化水素を加えるとＢＰＡの残留率は０％となった。図１（ａ）と（ｂ）の□が至適条件で行った際の残留率と濁度の経時変化である。処理時間１８０分の場合のＢＰＡの残留率と過酸化水素濃度との関係を示す。残留率が経時的に低下するとともに，濁度が急激に上昇することがわかる。
【００４１】
２．ポリエチレングリコール濃度依存性の検討
以下の条件で、ペルオキシダーゼ反応の過酸化水素濃度依存性を測定した。
ＢＰＡ濃度：２．５ｍＭ
過酸化水素濃度：２．５ｍＭ
ＰＥＧ分子量：１．０×１０4
ＨＲＰ濃度：１．０Ｕ／ｃｍ3
溶媒組成：緩衝溶液＋エタノール（３０ｖｏｌ％）
ｐＨ：６．０
温度：３０℃
結果を図２に示す（処理時間１８０分）。
ＰＥＧ不在下でのＢＰＡの残留率は９１．０％であり、分子量１．０×１０4のＰＥＧを濃度が０．００１ｍｇ／ｃｍ3となるように加えてもＢＰＡは反応時間２時間で８９．２％処理され（残留率１０．８％）、ＰＥＧを添加した効果はほとんど見られない。ＰＥＧを０．０１ｍｇ／ｃｍ3となるように加えると、３時間の処理で９７．６％除去された。また、ＰＥＧを加えることで濁度の上昇が著しくなり、処理後の濁度はＰＥＧ無添加の３．５から６．５に上昇した。ＰＥＧを添加したことによって生成したオリゴマーの凝集が起こりやすくなったことがわかる。ＰＥＧ濃度を０．１ｍｇ／ｃｍ3まで上昇させると、生成したオリゴマーの凝集にともなう濁度の上昇がさらに短時間で観察された。分子量１．０×１０4のＰＥＧを濃度が０．０１ｍｇ／ｃｍ3となるように加えると、ＢＰＡがＨＲＰによってほぼ完全に処理され、ＰＥＧ濃度を０．０１ｍｇ／ｃｍ3以上とすることが好ましいことがわかった。
【００４２】
３．ＰＥＧ分子量依存性の検討
以下の条件で、ペルオキシダーゼ反応のＰＥＧ分子量依存性を検討した。
ＢＰＡ濃度：２．５ｍＭ
過酸化水素濃度：２．５ｍＭ
ＰＥＧ濃度：０．１ｍｇ／ｃｍ3
ＨＲＰ濃度：１．０Ｕ／ｃｍ3
溶媒組成：緩衝溶液＋エタノール（３０ｖｏｌ％）
ｐＨ：６．０
温度：３０℃
結果を図３に示す（処理時間１８０分）。
ＰＥＧの分子量にかかわらずオリゴマーの形成にともなう濁度の上昇は、ＰＥＧを添加したことによって短時間で観察された。添加したＰＥＧの分子量が大きいほど、処理時間３時間での残留率は低下し、分子量１．０×１０4以上のＰＥＧではＢＰＡはほぼ完全に処理された。分子量１．０×１０3〜５．０×１０5のＰＥＧを加えることでＢＰＡ残留率の顕著な低下と濁度の上昇が観察され、ＢＰＡの除去を効果的に行うことができた。しかし、ＰＥＧの分子量が大きいほど、緩衝溶液に溶けにくくなり、溶液の粘性も高くなることがわかった。
【００４３】
４．ｐＨ依存性の検討
以下の条件で、ペルオキシダーゼ反応のｐＨ依存性を検討した。
ＢＰＡ濃度：２．５ｍＭ
過酸化水素濃度：２．５ｍＭ
ＰＥＧ分子量：１．０×１０4
ＰＥＧ濃度：０．１ｍｇ／ｃｍ3
ＨＲＰ濃度：１．０Ｕ／ｃｍ3
溶媒組成：緩衝溶液＋エタノール（３０ｖｏｌ％）
温度：３０℃
結果を図４に示す（処理時間１８０分）。
ｐＨ３では残留率が８０％と高く、ＨＲＰが短時間で失活するので、ｐＨ３は処理条件としては適さないことが見出された。ｐＨを３から６に上昇させると、残留率は徐々に低下し、ｐＨ６で残留率は０％となった。ｐＨ５〜９の範囲で低い残留率が得られたが、オリゴマーの形成にともなう濁度の上昇はｐＨが低いほど速かった。ＨＲＰによる残存ＢＰＡ濃度の低下が速く残留率が低い、不溶性オリゴマーが形成して凝集しやすいなどの結果から以下の実験でｐＨ６を至適ｐＨとしたが、ＢＰＡのＨＲＰによる処理効果から考えるとｐＨ４〜１１で行うことが可能であることが確認された。
【００４４】
５．温度依存性の検討
以下の条件で、ペルオキシダーゼ反応の温度依存性を検討した。
ＢＰＡ濃度：２．５ｍＭ
過酸化水素濃度：２．５ｍＭ
ＰＥＧ分子量：１．０×１０4
ＰＥＧ濃度：０．１ｍｇ／ｃｍ3
ＨＲＰ濃度：１．０Ｕ／ｃｍ3
溶媒組成：緩衝溶液＋エタノール（３０ｖｏｌ％）
ｐＨ：６．０
結果を図５に示す（処理時間１２０分）。
ＨＲＰは低温においてもＢＰＡをラジカル化でき、５℃においても残留率は５．９％と低い値を示した。温度を上昇させるとＨＲＰの酵素活性が速くなるので、残留率は徐々に低下し、３０℃で０％となった。温度を３０℃より高くするとＨＲＰが徐々に失活するので、残留率は温度の上昇とともに上昇し、５０℃ではＢＰＡの１７．６％が溶液中に残存した。したがって、２．５ｍＭのＢＰＡを処理するのは、３０℃が至適温度であり、４０℃以下では高く除去できることが確認された。ＢＰＡ濃度が低い場合には、５０℃以下であれば至適温度以外の温度でも可能であると考えられる。
【００４５】
６．ペルオキシダーゼ濃度依存性
以下の条件で、ペルオキシダーゼ反応のペルオキシダーゼ濃度依存性を検討した。
ＢＰＡ濃度：２．５ｍＭ
過酸化水素濃度：２．５ｍＭ
ＰＥＧ分子量：１．０×１０4
ＰＥＧ濃度：０．１ｍｇ／ｃｍ3
溶媒組成：緩衝溶液＋エタノール（３０ｖｏｌ％）
ｐＨ：６．０
温度：３０℃
結果を図６に示す（処理時間１８０分）。
ＨＲＰ濃度０．１Ｕ／ｃｍ3では残留率は３７．７％と高いが、ＨＲＰ濃度を上昇させるとともに残留率は低下し、ＨＲＰ濃度１．０Ｕ／ｃｍ3以上でＢＰＡはほぼ完全に処理された。以下の実施例では、至適ＨＲＰ濃度を１．０Ｕ／ｃｍ3以上とした。
【００４６】
７．溶媒組成依存性の検討
以下の条件で、ペルオキシダーゼ反応の溶媒組成依存性、特に溶媒中のエタノール濃度依存性を検討した。
ＢＰＡ濃度：２．５ｍＭ
過酸化水素濃度：２．５ｍＭ
ＰＥＧ分子量：１．０×１０4
ＰＥＧ濃度：０．１ｍｇ／ｃｍ3
ＨＲＰ濃度：１．０Ｕ／ｃｍ3
ｐＨ：６．０
温度：３０℃
結果を図７に示す（処理時間１８０分）。溶媒中のエタノール濃度を低下させるとともに残留率は低下し、溶媒中のエタノールが３０ｖｏｌ％以下でＢＰＡをほぼ完全に処理できた。一方、溶媒中のエタノール濃度が高いと、ＨＲＰの活性が低下するだけでなく、生成したオリゴマーの溶解性が高くなるので、溶液の濁度が低くなった。２．５ｍＭのＢＰＡをＨＲＰによって処理する場合、ＢＰＡを好適に溶解させ、且つオリゴマーを不溶化するためには、エタノール濃度を２０〜３０ｖｏｌ％とすることが好ましいことが確認された。
【００４７】
８．ビスフェノール濃度依存性の検討
次に、ペルオキシダーゼ反応のビスフェノール濃度依存性を検討した。過酸化水素濃度はＢＰＡ濃度と同じにし、ＰＥＧ分子量は１．０×１０4、ＰＥＧ濃度は０．１ｍｇ／ｃｍ3、ｐＨ６．０、温度３０℃とし、ＢＰＡ濃度、ＨＲＰ濃度、エタノール濃度、処理時間は表４のとおりとした。
【００４８】
【表４】
2008126108.tif 000005
【００４９】
この結果から低濃度のＢＰＡ溶液に対しても本方法は適用でき、０．１（２２．８ｐｐｍ）〜２．５ｍＭの範囲で利用できることがわかった。ＢＰＡ濃度がこの範囲の場合、［ＢＰＡ（ｍＭ）］／［ＨＲＰ（Ｕ／ｃｍ3）］比を２．５とすると、最も効率よく除去できることがわかった。
【００５０】
９．ろ別工程のｐＨの検討
上述の１〜７から決定された至適条件（以下のとおり）でペルオキシダーゼ反応を行った後、ろ別に最適な溶液のｐＨを検討した。
ＢＰＡ濃度：２．５ｍＭ
過酸化水素濃度：２．５ｍＭ
ＰＥＧ分子量：１．０×１０4
ＰＥＧ濃度：０．１ｍｇ／ｃｍ3
ＨＲＰ濃度：１．０Ｕ／ｃｍ3
溶媒組成：緩衝溶液＋エタノール（３０ｖｏｌ％）
温度：３０℃
ＢＰＡ溶液は生成した不溶性オリゴマーにより白濁するが、生成したオリゴマーが微細であるため、市販のフィルターユニットではろ別できるが、ろ紙(東洋ろ紙５Ｃ)ではろ別できなかった。溶液のｐＨを希塩酸で４まで低下させると、オリゴマー粒子が凝集し、ろ紙による分別が可能となった。ろ過後の溶液の濁度は０．０２３（Ａｂｓ＝０．０１）から０．００６９（Ａｂｓ＝０．００３）とほぼ無色透明となった。
【００５１】
１０．ビスフェノールＡ以外のビスフェノール誘導体化合物の除去
以下の条件で、ビスフェノールＡ以外のビスフェノール誘導体化合物を溶液から除去した。
ビスフェノール誘導体：２．５ｍＭ
過酸化水素濃度：２．５ｍＭ
ＰＥＧ分子量：１．０×１０4
ＰＥＧ濃度：０．１ｍｇ／ｃｍ3
溶媒組成：緩衝溶液＋エタノール（３０ｖｏｌ％）
ｐＨ：６．０
温度：３０℃
ＨＲＰ濃度は、表５に示されるとおりとした。
表５に、ビスフェノール誘導体をＨＲＰ濃度によって除去する際の溶液の変化をまとめた。
一方、ビスフェノールＥ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＴは、ＨＲＰ濃度１．０Ｕ／ｃｍ3で完全に処理され、ｐＨ４でろ過後透明な溶液が得られた。（ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル）はＨＲＰ濃度１．０Ｕ／ｃｍ3で完全に処理されるが、一部が可溶成分として溶液中に残り、黄色に着色した（反応時間１８０分で、波長５１０ｎｍの吸光度は０．３８）。２，４’−ジヒドロキシベンゾフェノンはＨＲＰ濃度１．０Ｕ／ｃｍ3で残留率が１．０％まで低下し、ｐＨ４でろ過後透明な溶液が得られた。
ＨＲＰ濃度を２，４’−ジヒドロキシジフェニルメタンでは３．０Ｕ／ｃｍ3まで、ビスフェノールＢでは５．０Ｕ／ｃｍ3まで、ビスフェノール酸、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，４’−ジヒドロキシベンゾフェノンでは２０．０Ｕ／ｃｍ3まで上昇させることで残留率を２〜５％まで低下させることができ、高く除去することができた。
ビスフェノールＳと２，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホンはＨＲＰ濃度を２０Ｕ／ｃｍ3まで上昇させてもＢＰＡにおいて決定した至適条件では処理されなかった。
【００５２】
【表５】
2008126108.tif 000006
【００５３】
ＨＲＰによる処理後、ＢＰＡおよびビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテルを除くビスフェノール誘導体においてメンブランフィルターによりろ別することができ、無色透明な溶液が得られた。また、溶液のｐＨを４に調整した後、ビスフェノール酸と４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノンではろ紙によるろ過ではオリゴマー粒子が通過してしまうが、メンブランフィルターを用いれば完全にろ別できた。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】ＨＲＰ反応の過酸化水素濃度依存性の検討結果を示す。
【図２】ＨＲＰ反応のＰＥＧ濃度依存性の検討結果を示す。
【図３】ＨＲＰ反応のＰＥＧ分子量依存性の検討結果を示す。
【図４】ＨＲＰ反応のｐＨ依存性の検討結果を示す。
【図５】ＨＲＰ反応の温度依存性の検討結果を示す。
【図６】ＨＲＰ反応のＨＲＰ濃度依存性の検討結果を示す。
【図７】ＨＲＰ反応のエタノール濃度依存性の検討結果を示す。
【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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