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公開番号2024073655
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-29
出願番号2024048250,2021523510
出願日2024-03-25,2019-11-05
発明の名称ポリエチレンテレフタレートの酵素分解法
出願人キャルビオス,CARBIOS
代理人弁理士法人津国
主分類C08J 11/22 20060101AFI20240522BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】本発明は、特にプラスチック材料に含まれるポリエチレンテレフタレート(PET)の酵素的解重合の方法に関する。本発明によるプロセスは、特に、工業規模または半工業規模で実施することができる。
【解決手段】PETが、最大25%の初期結晶化度を有し、解重合工程が、前記PETのTg±10℃に等しい温度Tで実施され、酵素は、前記酵素によるPETの解重合時間(tD)が、前記PETの結晶化時間(tR)よりも厳密に短くなるように選択され、ここで、時間tDは、前記温度Tで前記酵素が少なくとも80%解重合するために前記酵素に必要な時間を表し、及び時間tRは、前記温度Tで最大で35%の結晶化度に到達するために前記PETに必要な時間を表すことを特徴とする
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ＰＥＴを、前記ＰＥＴを解重合することができる酵素と接触させることによるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の酵素的解重合のための方法であって、
－ＰＥＴが、最大２５％の初期結晶化度を有し、
－解重合工程が、前記ＰＥＴのＴｇ±１０℃に等しい温度Ｔで実施され、
－酵素は、前記酵素によるＰＥＴの解重合時間（ｔＤ）が、前記ＰＥＴの結晶化時間（ｔＲ）よりも厳密に短くなるように選択され、ここで、時間ｔＤは、前記温度Ｔで前記酵素が少なくとも８０％解重合するために前記酵素に必要な時間を表し、及び
時間ｔＲは、前記温度Ｔで最大で３５％の結晶化度に到達するために前記ＰＥＴに必要な時間を表す
ことを特徴とする、前記方法。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
温度Ｔが、ＰＥＴのＴｇ－１０℃とＴｇ＋５℃との間に含まれることを特徴とする、請求項１記載の解重合方法。
【請求項３】
温度Ｔが、６６℃から８０℃の間、優先的には６８℃から７３℃の間に含まれることを特徴とする、請求項１又は２記載の解重合方法。
【請求項４】
前記ＰＥＴのサンプルについて、解重合工程の前に、ＰＥＴの結晶化時間が測定されることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項記載の解重合方法。
【請求項５】
選択された酵素が、２０時間以下の時間ｔＤを有することを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項記載の解重合方法。
【請求項６】
酵素が、温度Ｔよりも厳密に高い融解温度（Ｔｍ）を有する酵素から選択されることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項記載の解重合方法。
【請求項７】
酵素が、温度Ｔ＋１０℃以上、優先的には温度Ｔ＋１５℃以上、より優先的にはＴ＋２０℃以上のＴｍを有する酵素から選択されることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項記載の解重合方法。
【請求項８】
２５％未満の初期結晶化度を有するＰＥＴが選択されることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項記載の解重合方法。
【請求項９】
ＰＥＴの初期結晶化度が、２０％未満であることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項記載の解重合方法。
【請求項１０】
解重合時間（ｔＤ）が、１時間から１６時間の間、優先的には１時間から１０時間の間に含まれることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項記載の解重合方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
発明の技術分野
本発明は、特にプラスチック材料に含まれるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の酵素的解重合の方法に関する。本発明によるプロセスは、特に、工業規模または半工業規模で実施することができる。
続きを表示（約 2,200 文字）【０００２】
背景技術
プラスチック製品は耐久性があり安価な素材であり、さまざまな用途（食品包装、衣料用繊維など）のさまざまな製品の製造に使用できる。その結果、プラスチックの生産はここ数十年で劇的に増加した。ほとんどが短期間の用途に使用されるため、プラスチック廃棄物が蓄積し、その処理が必要になる。これらのプラスチックを構成するさまざまなポリマーには、テレフタル酸とエチレングリコールから製造された芳香族ポリエステルであるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が含まれる。これは、食品包装（ボトル、フラスコ、ジャー、トレイ、ポーチ）、衣類、装飾（カーペット）、家庭用リネンなどのテキスタイルの製造などの多くの用途で使用される。
【０００３】
廃棄物の蓄積という環境的および経済的問題に対処するために、リサイクルまたはエネルギー回収技術が開発されてきた。機械的リサイクルプロセスは今日でも最も一般的に使用されているが、多くの欠点がある。確かに、それは実装するために洗練された費用のかかる選別を必要とし、より低い価値（より低い分子量、添加剤の制御されていない存在）の用途を目的とした品質の低下した再生プラスチックの生産につながる。さらに、これらの再生プラスチックは、石油由来のバージンプラスチックと競合しない。
【０００４】
最近、プラスチック製品の酵素的リサイクルのための革新的なプロセスが開発され、特に特許出願ＷＯ２０１４／０７９８４４、ＷＯ２０１５／０９７１０４、ＷＯ２０１５／１７３２６５、およびＷＯ２０１７／１９８７８６に記載されている。従来の機械的リサイクルプロセスとは異なり、これらの酵素プロセスは、プラスチックに含まれるポリマーの酵素的解重合によって、ポリマーの主成分（モノマー）に戻ることを可能にする。次に、得られたモノマーを精製し、新しいポリマーを再重合するために使用することができる。これらの酵素プロセスは、酵素の特異性を介して、コストのかかるプラスチックの選別を回避することを可能にするだけでなく、油由来のポリマーと同等の品質のリサイクルポリマーをもたらす無限のリサイクルを提案することも可能にする。特に、これらのプロセスにより、ＰＥＴからテレフタル酸とエチレングリコールを製造することが可能になる。
【０００５】
発明の概要
出願人は、ＰＥＴの酵素的解重合のプロセスに取り組むことにより、ＰＥＴを含むプラスチックをこのＰＥＴのＴｇに近い温度で酵素的に解重合するための最適化されたプロセスを開発し、ポリマーの鎖にアクセスしやすくすることに成功した。解重合酵素により、解重合速度が向上する。
【０００６】
そのようなプロセスを達成するために、発明者はアンチノミック問題に取り組む必要があった。実際、ポリマーを解重合できる酵素は、半結晶性ポリマーよりもアモルファスポリマーに対してほとんど活性がある。ポリマーのＴｇに近い温度での解重合プロセスは、このポリマー鎖の移動度の増加を介して、解重合される前記ポリマー鎖への酵素のアクセス可能性を理論的には改善することができるが、ポリマーがＴｇに近いかそれ以上の温度に付されると、後者はより急速に再結晶化する傾向があるため、ポリマーが酵素の解重合をより困難にする。
【０００７】
したがって、本発明者は、一方で、解重合前にＰＥＴの結晶化度が十分に低いことを確実にすることにより、前記ＰＥＴのＴｇに近いまたはそれを超える温度でＰＥＴ解重合プロセスを実行することが可能であることを実証した。他方、このＰＥＴを、酵素解重合と両立しない結晶化度に到達するのに必要な時間よりも短い解重合時間で解重合することができる酵素を選択することによって、本発明者によって開発されたプロセスは、工業規模の実施と互換性のある反応器内で解重合速度を維持することを可能にする。一例として、本発明者は、７２℃の温度、１０時間未満で９０％を超えるＰＥＴを解重合することに成功した。有利には、本発明のプロセスは、ＰＥＴを含むプラスチックの解重合および／またはリサイクルのために実施することができる。
【０００８】
したがって、本発明は、その目的として、前記ＰＥＴが最大２５％の初期結晶化度を有することを特徴とする、前記ＰＥＴを解重合することができる酵素と接触させることによるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の酵素解重合のためのプロセスを有する。解重合工程は、前記ＰＥＴのＴｇ±１０℃に等しい温度Ｔで実施され、酵素は、前記酵素によるＰＥＴの解重合時間（ｔＤ）が結晶化時間よりも厳密に短くなるように選択される、ここで、時間ｔＤは、前記酵素が前記温度Ｔで前記ＰＥＴの少なくとも８０％を解重合するのに必要な時間を表し、時間ｔＲは、前記ＰＥＴが前記温度Ｔでほとんど３５％の結晶化度に達するのに必要な時間を表す。
【０００９】
解重合工程は、６６℃から８０℃、優先的には６８℃から７３℃を含む温度Ｔで優先的に実施され、時間ｔＤは２０時間以下、優先的には１６時間未満である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
異なる温度での前記材料のインキュベーション中のプラスチック材料に含まれるＰＥＴの再結晶動態である。
（【００１１】以降は省略されています）

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