CN110770392B - 制造再生纤维的方法和再生纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明提供自含有高吸水性聚合物的纤维去除高吸水性聚合物来制造再生纤维的方法,其中,将高吸水性聚合物适当地自纤维去除,同时高效地制造再生纤维。本方法是由纤维和高吸水性聚合物的混合物制造再生纤维的方法。该方法包括这样的连续处理工序(S36):将含有水和包含高吸水性聚合物的纤维的混合液(51)以第1流量连续地供给到具有能够将高吸水性聚合物溶解的处理液的处理槽(31)中,同时将含有将高吸水性聚合物溶解而去除后的纤维的处理液(52)以第2流量连续地排出到处理槽之外。

Description

制造再生纤维的方法和再生纤维
技术领域
本发明涉及由纤维和高吸水性聚合物的混合物制造再生纤维的方法和再生纤维。
背景技术
已知有用于将使用过的一次性尿布等吸收性物品再生的技术。例如在专利文献1中公开了由使用过的卫生用品制造再生浆粕的方法。该方法包括以下的工序:在酸性水溶液等中对使用过的卫生用品作用物理性的力,将使用过的卫生用品分解为浆粕纤维和其他的原材料;从浆粕纤维和其他的原材料的混合物分离出浆粕纤维;和利用含有臭氧的水溶液对分离出的浆粕纤维进行处理。利用含有臭氧的水溶液对浆粕纤维进行处理的原因在于,通过将在分离出的浆粕纤维中残留不少的高吸水性聚合物分解并进行低分子量化、可溶化,从而自浆粕纤维去除该高吸水性聚合物。作为利用含有臭氧的水溶液对浆粕纤维进行处理的方法,可列举出将含有臭氧的水溶液放入到处理槽中并将分离出的浆粕纤维放入到该含有臭氧的水溶液中的方法。优选的是,在处理过程中,适度地搅拌含有臭氧的水溶液来制造水流。或者也可以向放入到容器的水溶液中吹入臭氧气体,利用臭氧气体的气泡的上升而在含有臭氧的水溶液中产生水流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-881号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1中,若欲尽量多地去除在浆粕纤维中残留的高吸水性聚合物,则需要在含有臭氧的水溶液中产生水流,尽量增大与臭氧接触的浆粕纤维的面积。另一方面,若欲提高浆粕纤维的处理效率,则需要向含有臭氧的水溶液投入尽量多的浆粕纤维。但是,若向含有臭氧的水溶液投入大量的浆粕纤维,则在含有臭氧的水溶液内,由搅拌、臭氧气体引起的水流的速度会下降,根据情况,有可能难以引起水流。这样的话,难以增大与臭氧接触的浆粕纤维的面积,因此浆粕纤维的处理产生不均,即高吸水性聚合物的去除变得不充分。即使提高含有臭氧的水溶液中的臭氧浓度,若水流的速度下降或者难以引起水流,则高吸水性聚合物的去除仍旧不充分。其结果是,再生的浆粕纤维即再生浆粕的纯度会下降,导致再利用的用途受到限定等而难以进行再利用。虽说如此,但若欲延长处理时间而充分地进行高吸水性聚合物的去除,则浆粕纤维的处理效率下降,高效地制造再生浆粕变得困难。另外,不仅在由包含高吸水性聚合物的浆粕纤维制造再生浆粕的情况下会发生这样的状况,在由包含高吸水性聚合物的其他纤维制造再生纤维的情况下也会发生这样的状况。
本发明的目的在于,提供一种自包含高吸水性聚合物的纤维去除高吸水性聚合物来制造再生纤维的方法,其中,能够将高吸水性聚合物适当地自纤维去除,同时能够高效地制造再生纤维。
用于解决问题的方案
本发明中的由纤维和高吸水性聚合物的混合物制造再生纤维的方法如下所述。(1)一种制造再生纤维的方法,其由纤维和高吸水性聚合物的混合物制造再生纤维,其中,该方法包括这样的连续处理工序:将含有水和包含高吸水性聚合物的纤维的混合液以第1流量连续地供给到具有能够将高吸水性聚合物溶解的处理液的处理槽中,同时将含有将所述高吸水性聚合物溶解而去除后的所述纤维的所述处理液以第2流量连续地排出到所述处理槽之外。
本方法至少将包含高吸水性聚合物和纤维的混合液以第1流量(体积或者质量/时间)连续地供给到具有能够将高吸水性聚合物溶解的处理液的处理槽中,同时将含有去除了高吸水性聚合物的纤维且含有将高吸水性聚合物氧化分解而生成的低分子量的有机物的处理液以第2流量(体积或者质量/时间)连续地排出到处理槽之外。因此,能够从处理槽中的用于供给混合液的供给口朝向用于排出混合液或处理液的排出口强制地产生连续且稳定的流体的流动。利用该流体的流动即水流,即使增多纤维的处理量,也能够增多与处理液接触的纤维的面积,能够使纤维没有遗漏地与处理液接触。因而,即使增多纤维的处理量,也能够抑制纤维的处理不均,使高吸水性聚合物适当地溶解于处理液中而将其去除。由此,能够提高再生的纤维即再生纤维的纯度,从而能够制造易于再利用的再生纤维。因而,能够将高吸水性聚合物适当地自纤维去除,并且高效地制造再生纤维。
根据上述(1)所述的方法,本方法也可以是,(2)所述连续处理工序包含这样的工序:从所述处理槽的上部连续地供给所述混合液,同时从所述处理槽的下部连续地排出所述处理液。
由于混合液的含有高吸水性聚合物的纤维的比重通常大于处理液的比重,因此在处理液中重力大于浮力而自然地下沉。因而,即使在处理槽中从下部朝向上部供给混合液即纤维,混合液即纤维也有可能再次返回到下部。而且,在处理槽内所产生的流体的流动是从下部朝向上部的流动的情况下,有可能在流体中产生屈服于重力而滞留在处理槽的底部的角落等的部分。在这些情况下,自纤维去除高吸水性聚合物的处理效率会下降。因此,在本方法中,从处理槽的上部供给混合液,并从处理槽的下部排出处理液,以使含有高吸水性聚合物的纤维在处理液中从上部向下部移动。由此,能够在处理槽中从上部朝向下部产生连续且稳定的流体的流动。其结果是,利用重力及该流体的流动,使得含有高吸水性聚合物的纤维不会滞留在处理槽内的角落、端部,而能够从处理槽的上部向下部更顺畅地移动,同时受到利用处理液的处理。因而,能够将利用处理液的处理结束后的纤维直接从处理槽的下部排出到外部。即,能够高效地对含有高吸水性聚合物的纤维进行处理。因而,能够高效地制造再生纤维。
根据上述(2)所述的方法,本方法也可以是,(3)能够将所述高吸水性聚合物溶解的处理液是含有将所述高吸水性聚合物以能够溶解的方式分解的气态物质的水溶液,所述连续处理工序还包含从所述处理液的下部朝向上部连续地送出所述气态物质的多个气泡的送出工序。
本方法在处理液中,成为气态物质从下部向上部移动且含有高吸水性聚合物的纤维从上部向下部移动的相对流。由此,能够提高纤维所含有的高吸水性聚合物和气态物质的接触概率。此外,含有高吸水性聚合物的纤维下沉得越深,则能够与浓度越高的气态物质接触。因而,能够使仅利用在处理液中的较浅的部位接触的气态物质未完全溶解于处理液中的高吸水性聚合物在处理液中的较深的部位与高浓度的气态物质接触。由此,能够可靠地使高吸水性聚合物溶解于处理液。因而,能够可靠地使纤维所含有的高吸水性聚合物溶解于处理液中而自纤维去除。
根据上述(3)所述的方法,本方法也可以是,(4)所述送出工序包含将所述气态物质以微米气泡或者纳米气泡的状态送出的工序。
在本方法中,将微米气泡或者纳米气泡这样的微小气泡的气态物质从处理槽的处理液的下部朝向上部送出。由于微小气泡的上升速度较慢,因此提高了气泡与纤维接触的概率。而且,由于微小气泡在纤维的表面的占有区域较小,因此更多的气泡能够与纤维的表面接触。由此,能够利用微小气泡没有遗漏地包裹含有高吸水性聚合物的纤维,能够进一步增加气态物质与含有高吸水性聚合物的纤维的接触面积。而且,通过更多的气泡与纤维表面接触,从而能够利用微小的气泡的浮力降低含有高吸水性聚合物的纤维的下沉速度,进一步增加气态物质与含有高吸水性聚合物的纤维的接触时间。由此,能够更可靠地使纤维所含有的高吸水性聚合物溶解于处理液中而自纤维去除。
根据上述(3)或(4)所述的方法,本方法也可以是,(5)所述气态物质包含臭氧。
本方法将纤维所含有的高吸水性聚合物供给到含有臭氧的水溶液。其结果是,能够利用臭氧将纤维所含有的高吸水性聚合物氧化、分解,因此能够可靠地将该通过氧化、分解而产生的生成物溶解于该水溶液。即,能够自纤维适当地去除高吸水性聚合物。其结果是,能够进一步提高再生的纤维即再生纤维的纯度。而且,通过使用含有臭氧的水溶液,从而能够对纤维进行漂白,能够使再生纤维的颜色更接近白色。而且,通过使用含有臭氧的水溶液,从而能够对纤维进行杀菌,能够使再生纤维更加洁净。因而,能够制造易于再利用的再生纤维。因而,能够自纤维适当地去除高吸水性聚合物,并且能够高效地制造再生纤维。
根据上述(1)~(5)中任一项所述的方法,本方法也可以是,(6)所述纤维是浆粕纤维。
在本方法中,纤维是浆粕纤维。因而,通过使浆粕纤维所含有的高吸水性聚合物溶解于处理液,从而能够将高吸水性聚合物适当地自浆粕纤维去除。其结果是,能够提高再生的浆粕纤维即再生浆粕纤维的纯度。由此,能够制造易于再利用的再生浆粕纤维。因而,能够将高吸水性聚合物适当地自浆粕纤维去除,并且能够高效地制造再生浆粕纤维。
根据上述(1)~(6)中任一项所述的方法,本方法也可以是,(7)所述处理液是酸性水溶液。
在本方法中,处理液是酸性水溶液(例示:pH5以下)。即使在纤维所含有的高吸水性聚合物局部地残留有吸水能力的情况下,也能够抑制高吸水性聚合物的吸水膨胀。由此,能够在更短时间内使高吸水性聚合物溶解于处理液,能够自纤维更可靠地去除高吸水性聚合物。特别是在处理液是含有臭氧的水溶液的情况下,能够使含有臭氧的水溶液中的臭氧不易失活,因此能够在短时间内将高吸水性聚合物氧化、分解,能够使其溶解,从而能够更可靠地自纤维去除高吸水性聚合物。
根据上述(1)~(7)中任一项所述的方法,本方法也可以是,(8)还包括这样的工序:非活性化工序,在所述连续处理工序之前,使用能够使高吸水性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液,对所述混合物进行处理,而使所述混合物中的所述高吸水性聚合物的吸水性能非活性化;以及分离工序,在所述连续处理工序之前,使包含非活性化后的所述高吸水性聚合物的所述纤维自所述水溶液分离。
在本方法中,在非活性化工序中,由于利用能够使高吸水性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液抑制高吸水性聚合物的吸水性能,因此在后续工序的连续处理工序的阶段能够更容易地使高吸水性聚合物在更短时间内溶解于处理液。即,能够将高吸水性聚合物更可靠地自纤维去除。
根据上述(8)所述的方法,本方法也可以是,(9)在所述非活性化工序中,能够使所述高吸水性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液是酸性水溶液。
在本方法中,能够使高吸水性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液是酸性水溶液(例示:pH2.5以下),酸性水溶液使高吸水性聚合物非活性化的效果较高,因此在非活性化工序的阶段,能够更可靠地抑制高吸水性聚合物的吸水性能。由此,在后续工序的连续处理工序的阶段,能够更容易地使高吸水性聚合物在更短时间内溶解于处理液。即,能够将高吸水性聚合物更可靠地自纤维去除。
根据上述(1)~(9)中任一项所述的方法,本方法也可以是,(10)所述处理槽至少包含互相串联地连结的第1处理槽和第2处理槽。
在本方法中,处理槽至少包含互相串联地连结的第1处理槽和第2处理槽。在该情况下,例如以下述方式分多个阶段地处理混合液:向第1处理槽供给混合液并将第1处理完毕的液体(混合液或第1处理槽的处理液)排出,向第2处理槽供给第1处理完毕的液体并将第2处理完毕的液体(第1处理完毕的液体或第2处理槽的处理液)排出。在该情况下,与具备一个容量较大的处理槽的情况相比,在各槽利用新的处理液进行处理,因此例如能够容易地使在第1处理槽(初级的处理槽)中未完全溶解的高吸水性聚合物在第2处理槽(次级的处理槽)中溶解等,能够更可靠地使高吸水性聚合物溶解,而将其自纤维去除。
发明的效果
根据本发明的方法,一种自包含高吸水性聚合物的纤维去除高吸水性聚合物来制造再生纤维的方法,其中,能够将高吸水性聚合物适当地自纤维去除,同时高效地制造再生纤维。
附图说明
图1是表示本发明的方法的实施方式的流程图。
图2是表示图1的氧化剂处理工序的装置的结构例的概略图。
图3是表示图1的氧化剂处理工序的装置的另一个结构例的概略图。
图4是表示图1的氧化剂处理工序的装置的又一个结构例的概略图。
具体实施方式
以下,对实施方式的由纤维和高吸水性聚合物的混合物制造再生纤维的方法进行说明。在本实施方式中,对纤维是浆粕纤维且纤维和高吸水性聚合物的混合物是自使用过的吸收性物品得到的浆粕纤维和高吸水性聚合物的混合物的一个例子进行说明。不过,本发明并不限定于本实施方式,能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当地变更等。例如,纤维也可以是浆粕纤维以外的纤维,纤维和高吸水性聚合物的混合物也可以自使用过的吸收性物品以外的物品得到。另外,使用过的吸收性物品是由使用者使用后的吸收性物品,包含吸收了使用者的液体排泄物的状态的吸收性物品,还包含虽使用过但未吸收排泄物的吸收性物品、未使用的吸收性物品。
首先,对吸收性物品的结构例进行说明。吸收性物品包括表面片、背面片和配置在表面片和背面片之间的吸收体。作为吸收性物品,例如可列举出纸尿布、吸尿垫、生理用卫生巾、床尿片、宠物尿片。作为吸收性物品的大小的一个例子,可列举出长度约15cm~100cm、宽度5cm~100cm。
作为表面片的构成构件,例如可列举出无纺布或者膜,具体地讲可列举出透液性的无纺布、具有透液孔的合成树脂膜、这些无纺布和合成树脂膜的复合片等。作为背面片的构成构件,例如可列举出无纺布或者膜,具体地讲可列举出不透液性的无纺布、不透液性的合成树脂膜、这些无纺布和合成树脂膜的复合片。在此,作为无纺布、合成树脂膜的材料,只要作为吸收性物品能够使用,就没有特别的限制,例如可列举出聚乙烯、聚丙烯等烯烃类树脂、6-尼龙、6,6-尼龙等聚酰胺类树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯类树脂等。在本实施方式中,以将背面片的构成构件设为膜并将表面片的构成构件设为无纺布的吸收性物品为例进行说明。
作为吸收体的构成构件,可列举出吸收体材料,即浆粕纤维和高吸水性聚合物。作为浆粕纤维,只要作为吸收性物品能够使用,就没有特别的限制,例如可列举出纤维素类纤维。作为纤维素类纤维,例如可列举出木材浆粕、交联浆粕、非木材浆粕、再生纤维素、半合成纤维素等。作为高吸水性聚合物(Super Absorbent Polymer:SAP),只要作为吸收性物品能够使用,就没有特别的限制,例如可列举出聚丙烯酸盐类、聚砜酸盐类、无水马来酸盐类的吸水性聚合物。
吸收体的一个面和另一个面分别借助粘接剂与表面片和背面片接合。在俯视时,表面片中的以包围吸收体的方式伸出到吸收体的外侧的部分(周缘部分)借助粘接剂与背面片中的以包围吸收体的方式伸出到吸收体的外侧的部分(周缘部分)接合。因而,吸收体被包裹在表面片与背面片的接合体的内部。作为粘接剂,只要作为吸收性物品能够使用且借助后述的温水软化等而接合力下降,就没有特别的限制,例如可列举出热熔型粘接剂。作为热熔型粘接剂,例如可列举出苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯等橡胶类主体、或者聚乙烯等烯烃类主体的压敏型粘接剂或者热敏型粘接剂。
接着,对由自使用过的吸收性物品得到的浆粕纤维和高吸水性聚合物的混合物制造再生浆粕纤维的方法进行说明。在本实施方式中,将使用过的吸收性物品从外部回收、获取来用于再利用(再生)。各个使用过的吸收性物品以排泄有排泄物的表面片为内侧卷成团的状态、折叠起来的状态被回收等,以使排泄物不露出于表侧且使气味不向周围扩散。另外,使用过的吸收性物品也可以不是卷成团的状态等。
由自使用过的吸收性物品得到的浆粕纤维和高吸水性聚合物的混合物制造再生浆粕纤维的方法包含在将使用过的吸收性物品分离为构成材料的材料分离方法中。图1是表示将使用过的吸收性物品分离为构成材料的材料分离方法的流程图。该材料分离方法是将使用过的吸收性物品分离为膜、无纺布、浆粕纤维、高吸水性聚合物的方法。该材料分离方法包括前处理工序S11、分解工序S12、分离工序S13。前处理工序S11利用水使使用过的吸收性物品溶胀。分解工序S12对溶胀后的使用过的吸收性物品施加物理性的冲击,将使用过的吸收性物品分解为膜和无纺布与吸收体材料(浆粕纤维和高吸水性聚合物)。分离工序S13将膜、无纺布、浆粕纤维、高吸水性聚合物分离。由浆粕纤维和高吸水性聚合物的混合物制造再生浆粕纤维的方法包含在该材料分离方法中的分离工序S13中。另外,在按照某种方法预先获取了浆粕纤维和高吸水性聚合物的混合物的情况下,不需要实施前处理工序S11、分解工序S12和分离工序S13中的由浆粕纤维和高吸水性聚合物的混合物制造再生浆粕纤维的方法之前的工序。以下对各工序进行说明。
前处理工序S11将多个使用过的吸收性物品保持着从外部回收等时的状态,即不进行破坏、切断等,若是卷成团的状态或者折叠起来的状态则保持该状态,并且也不进行吸收体的高吸水性聚合物的非活性化,在该情况下,使多个使用过的吸收性物品吸收水使其溶胀。在本实施方式中,使使用过的吸收性物品吸收温水使其溶胀,或者,在使使用过的吸收性物品吸收水使其膨胀之后,将所吸收的水加热而成为温水。温水是指比常温(20℃±15℃(5~35℃):JIS Z 8703)高的温度的水。
通常,使用过的吸收性物品实际吸收的液态排泄物的量与吸收性物品能够吸收的最大吸收量相比非常小(例示:最大吸收量的约10质量%~20质量%)。在本实施方式中,在前处理工序S11中,通过将使用过的吸收性物品浸入温水,从而将水吸收至接近使用过的吸收性物品的最大吸收量的量(例示:最大吸收量的80质量%以上)。或者,在将使用过的吸收性物品浸入常温的水中并将水吸收至接近使用过的吸收性物品的最大吸收量的量之后,将使用过的吸收性物品整体加热至温水的温度。由此,能够利用温水或者常温的水(以下也简称为“温水”。)使使用过的吸收性物品成为非常膨胀的状态。其结果是,在使用过的吸收性物品中产生非常高的内压。另外,使水成为温水的目的主要在于,如后所述地减弱粘接剂的粘接力。
在此,在使用过的吸收性物品处于最初以背面片为外侧地(将表面片隐藏在内侧地)卷成团的状态、折叠起来的状态的情况下,通过将其浸入温水中,使得使用过的吸收性物品的吸收体在温水中吸收温水而膨胀。其结果是,使用过的吸收性物品的内压升高,对使用过的吸收性物品作用欲朝向外侧打开的力,使得卷成团的状态或者折叠起来的状态的使用过的吸收性物品朝向外侧打开,从而成为大致平坦的状态。即,能够使使用过的吸收性物品在温水中成为平坦地展开的状态。此时,关于使用过的吸收性物品,由于吸收体吸收大量的温水而非常膨胀,因此其表面即包裹吸收体的表面片和背面片的某一个部位容易成为要撑破的状态。即,利用前处理工序S11,能够使使用过的吸收性物品成为任一个表面要破裂的状态。另外,在使用过的吸收性物品从最初起就是平坦地展开的状态的情况下,保持着该状态而表面的某一个部位容易成为要撑破的状态。在使用过的吸收性物品断裂等的情况下,不会产生该状态。
而且,通过将使用过的吸收性物品浸入温水中和/或吸收温水,从而利用温水的热使各构成构件之间的接合所使用的粘接剂(例示:热熔粘接剂)软化,能够降低粘接剂的接合力。例如利用温水的热使将表面片的周缘部分和背面片的周缘部分接合的粘接剂软化,能够降低该粘接剂的接合力。而且,利用温水的热使将表面片和吸收体接合的粘接剂及将背面片和吸收体接合的粘接剂软化,能够降低这些粘接剂的接合力。
这样,在前处理工序S11中,利用使用过的吸收性物品的吸收体的膨胀,而能够产生使用过的吸收性物品的表面的某一个部位要撑破的状态并且粘接剂的接合力降低的状态。通过使用过的吸收性物品成为这样的状态,从而在后述的分解工序中能够可靠地分解使用过的吸收性物品。
只要使用过的吸收性物品的粘接剂能够软化,则前处理工序S11中的温水的温度没有特别限定,例如可列举出60℃以上,优选为70℃以上98℃以下。通过将温水的温度设为70℃以上,从而能够利用温水的热使将构成构件之间接合的粘接剂进一步软化,能够进一步降低粘接剂的接合力。通过将温水的温度设为98℃以下,从而温水可靠地作为液体存在,因此能够使使用过的吸收性物品更可靠地吸收温水。利用吸收体的膨胀和温水的热,能够更可靠地产生使用过的吸收性物品的表面要撑破的状态且粘接剂的接合力降低的状态。关于温度的测量,测量浸有使用过的吸收性物品的状态的温水的温度,或者测量将水吸收至接近最大吸收量的量的使用过的吸收性物品的自表面靠内侧5mm的部位的温度(插入温度传感器的顶端)。
此外,在使用过的吸收性物品的再利用中,构成材料的杀菌是极其重要的。通过将温水的温度设为70℃以上,从而也能够起到对使用过的吸收性物品进行杀菌(消毒)的效果,因此是优选的。
只要使用过的吸收性物品的吸收体能够膨胀,则前处理工序S11中的处理时间即将使用过的吸收性物品浸入温水中的时间没有特别限定,但例如为2分钟~60分钟,优选为4分钟~30分钟。若时间过短,则吸收体不能充分地膨胀,若时间过长,则时间会浪费,不必要地增加处理成本。
此外,只要吸收体能够膨胀到在后述的分解工序中能够将使用过的吸收性物品分解的程度,则前处理工序S11中的吸收体的温水的吸收量没有特别限定,例如可列举出使用过的吸收性物品的最大吸收量的80质量%以上,优选为90质量%以上。由此,能够利用水使使用过的吸收性物品成为最大限度地膨胀的状态。其结果是,能够在使用过的吸收性物品的吸收体中产生极高的内压。
其中,最大吸收量按照以下的步骤来测量。
(1)在100℃以上的气氛中对未使用的吸收性物品进行干燥处理,测量该吸收性物品的质量。
(2)在吸收性物品中配置有可能形成水难以到达吸收体这样的凹处的伸缩材料(例示:腿围、腰围的伸缩构件)的情况下,通过在该伸缩构件形成切口,从而使吸收性物品变平坦。
(3)将吸收性物品以使表面片朝下的方式浸入由足够的自来水充满的水浴中,放置30分钟。
(4)在放置之后,将吸收性物品以使表面片朝下的方式载置在网上,在控水20分钟之后测量吸收性物品的质量。
另外,将浸入到自来水前后的质量差定义为最大吸收量。
接着,分解工序S12对通过前处理工序S11而展开并溶胀的多个使用过的吸收性物品施加物理性的冲击,从而将多个使用过的吸收性物品分解为膜(背面片)和无纺布(表面片)与吸收体材料(吸收体和高吸水性聚合物:吸收体)。
使用过的吸收性物品通过前处理工序S11而展开变平坦,通过膨胀使表面的某一个部位要撑破,在本实施方式中,特别是利用温水的热而成为粘接剂的接合力降低的状态。因而,在分解工序S12中,通过对该状态的使用过的吸收性物品施加物理性的冲击,使得表面的某一个部位中的特别是接合力降低了的表面片(无纺布)和背面片(膜)的接合部分撑破。由此,能够使该接合部分开裂(剥离)。作为物理性的冲击,并没有特别的限制,例如可列举出将使用过的吸收性物品敲打在由比使用过的吸收性物品硬的原材料形成的面上的方法、在使使用过的吸收性物品夹在互相面对地配置的一对辊之间地通过的同时从两侧按压使用过的吸收性物品的方法。
在本实施方式中,分解工序S12包含以下的工序:将溶胀的多个使用过的吸收性物品投入到旋转轴线水平的旋转滚筒的底部的投入工序;以及使旋转滚筒绕旋转轴线旋转,将多个使用过的吸收性物品提升到旋转滚筒的上部并敲打在底部的工序。由此,能够稳定地持续地(连续地)并且容易地对多个使用过的吸收性物品施加物理性的冲击。作为旋转滚筒,例如可列举出滚筒式洗衣机的洗衣槽的旋转滚筒,因而能够使用已有的滚筒式洗衣机(例示:株式会社稻本制作所制、ECO-22B)实施分解工序S12。只要能够实现上述冲击,则旋转滚筒的大小就没有特别的限制,内径和进深例如可列举出50cm~150cm和30cm~120cm。只要能够实现上述冲击,则旋转滚筒的转速就没有特别的限制,例如可列举出30次/分钟~100次/分钟。
此外,利用吸收到使用过的吸收性物品内的温水,将使用过的吸收性物品的温度保持在比较高的温度,从抑制粘接剂的温度下降、维持杀菌效果的观点出发,旋转滚筒内的气氛的温度优选为70℃以上,更优选为75℃以上。从使用过的吸收性物品的处理的观点出发,旋转滚筒内的温度优选为98℃以下,更优选为90℃以下。优选旋转滚筒内的水尽量少,优选少到至少在底部使用过的吸收性物品不处于水面之下的程度。若使用过的吸收性物品处于水面之下,则对使用过的吸收性物品的冲击被水吸收,从而难以对使用过的吸收性物品施加所期望的冲击。只要能够分解表面片、背面片、吸收体材料,则使旋转滚筒旋转的时间没有特别限定,例如为2分钟~40分钟,优选为4分钟~20分钟。
使用过的吸收性物品通过物理性的冲击使表面片(无纺布)与背面片(膜)的接合部分撑破而开裂。与此同时,在吸收体的内压的作用下,使用过的吸收性物品内的吸收体材料(浆粕纤维和吸水性聚合物)经由该裂缝向外喷出来(飞出来)。由此,能够将使用过的吸收性物品更可靠地分解为表面片(无纺布)和背面片(膜)与吸收体材料(浆粕纤维和吸水性聚合物)。
接着,分离工序S13将多个膜(背面片)和多个无纺布(表面片)与吸收体材料(浆粕纤维和吸水性聚合物:吸收体)分离。其中,无纺布也可以保持与膜接合的状态。此时,背面片(膜)和表面片(无纺布)大致维持与吸收性物品时相同的形状即原本的形状。因此,与在分解前断裂为碎片状等的情况相比较,表面片(无纺布)和背面片(膜)的大小、形状、质量与吸收体材料的大小、形状明显不同。因而,在分离工序S13中,能够容易地将表面片(无纺布)和背面片(膜)自吸收体(浆粕纤维和吸水性聚合物)分离。作为分离方法,并没有特别的限定,例如可列举出使用不使表面片和背面片通过而使吸收体材料通过的筛子的方法。由此,能够容易地将膜这样的构成构件在不断裂等而是维持着原本的形状的状态下自其他的构成构件分离。
在本实施方式中,分离工序S13也可以包含以下的工序:非活性化工序S31,在该工序中,在将膜和无纺布与吸收体材料分离之前,利用含有非活性化剂的水溶液使高吸水性聚合物非活性化;和第1分离工序S32,在该工序中,将膜和无纺布与包含浆粕纤维、非活性化后的高吸水性聚合物及通过非活性化而从高吸水性聚合物排出的污水的混合物分离。
在非活性化工序S31中,在第1分离工序S32之前,将表面片(无纺布)、背面片(膜)及吸收体(浆粕纤维和高吸水性聚合物)浸入到包含能够使高吸水性聚合物非活性化的非活性化剂的水溶液中。由此,能够使附着于表面片、背面片和浆粕纤维的高吸水性聚合物非活性化。由此,能够通过由非活性化实现的脱水,使在非活性化之前粘度较高的状态的高吸水性聚合物成为粘度较低的状态的高吸水性聚合物。
在此,非活性化剂并没有特别的限定,可列举出无机酸、有机酸、石灰、氯化钙、硫酸镁、氯化镁、硫酸铝、氯化铝等。其中,无机酸和有机酸不会使灰分残留于浆粕纤维中,因此是优选的。在使用无机酸或有机酸作为非活性化剂的情况下,无机酸水溶液或有机酸水溶液的pH为2.5以下,优选为1.3~2.4。因而,含有非活性化剂的水溶液可以称为酸性水溶液。若pH过高,则不能充分地降低高吸水性聚合物的吸水能力。此外,杀菌能力也有可能下降。若pH过低,则有可能腐蚀设备,排水处理时的中和处理需要大量的碱性药品。作为无机酸,例如可列举出硫酸、盐酸、硝酸,但从不含氯、成本等观点出发,优选为硫酸。另一方面,作为有机酸,可列举出柠檬酸、酒石酸、乙二醇酸、苹果酸、琥珀酸、醋酸、抗坏血酸等,但特别优选为柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸等羟基碳酸盐类的有机酸。利用柠檬酸的螯合效果,能够将排泄物中的金属离子等捕获而去除,并且利用柠檬酸的清洗效果,能够期待较高的污物成分去除效果。由于pH根据水温而变化,因此本发明中的pH是指在水溶液温度20℃下测量的pH。只要无机酸水溶液的pH为2.5以下,则无机酸水溶液的无机酸浓度就没有限定,在无机酸是硫酸的情况下,硫酸的浓度优选为0.1质量%以上且0.5质量%以下。只要有机酸水溶液的pH为2.5以下,则有机酸水溶液的有机酸浓度就没有限定,在有机酸是柠檬酸的情况下,柠檬酸的浓度优选为0.8质量%以上且4质量%以下。
只要非活性化的反应能够进行,则非活性化工序S31的处理温度即含有非活性化剂的水溶液的温度没有特别限定。该处理温度既可以是室温,也可以比室温高,例如可列举出15℃~30℃。此外,只要使高吸水性聚合物非活性化、脱水,则非活性化工序S31的处理时间,即将表面片、背面片和吸收体材料浸入到含有非活性化剂的水溶液中的时间没有特别限定,例如可列举出2分钟~60分钟,优选为5分钟~30分钟。此外,只要非活性化的反应能够进行,则非活性化工序S31的水溶液的量即含有非活性化剂的水溶液的量没有特别限定。水溶液的量例如相对于100质量份的使用过的吸收性物品而言优选为300质量份~3000质量份,更优选为500质量份~2500质量份,进一步优选为1000质量份~2000质量份。
在第1分离工序S32中,将表面片(无纺布)和背面片(膜)与含有浆粕纤维、非活性化后的高吸水性聚合物和通过非活性化而从高吸水性聚合物排出的污水的混合物分离。其中,污水是指在非活性化工序S31中通过由含有非活性化剂的水溶液实现的脱水而从高吸水性聚合物排放的水分,即含有源自排泄物的液体和源自温水的水的污水。
在第1分离工序S32中,将表面片和背面片与浆粕纤维、高吸水性聚合物和污水分离的方法没有特别限定。例如将利用非活性化工序生成的生成物(表面片、背面片、浆粕纤维、高吸水性聚合物、污水等)通过网孔5mm~100mm、优选为网孔10mm~60mm的筛网排出。由此,通过浆粕纤维、高吸水性聚合物和污水残留在排水中,并且表面片和背面片残留在筛网上,从而能够将上述的生成物分离。另外,也可以是,其他的无纺布、膜等较大的形状物残留在筛网上。特别是在非活性化之前,由于高吸水性聚合物处于粘度较高的状态,因此将附着于表面片、背面片和浆粕纤维的高吸水性聚合物分离称不上容易。但是,在非活性化之后,由于通过脱水而使高吸水性聚合物成为粘度较低的状态,因此能够容易地将附着于表面片、背面片和浆粕纤维的高吸水性聚合物自表面片、背面片和浆粕纤维分离。因而,能够高效地分离、回收吸收性物品的构成构件。
在本实施方式中,分离工序S13也可以还包含第2分离工序S33,在该第2分离工序S33中,利用用于使膜与其他构件的接合部分的粘接剂溶解的溶剂将接合部分的粘接剂去除。在本实施方式中,利用用于使膜、无纺布与吸收体材料的各接合部分的粘接剂溶解的溶剂将各接合部分的粘接剂去除。
在第2分离工序S33中,利用溶剂将膜(背面片)与其他构件(表面片的无纺布、残留在表面片的表面、背面片的表面的吸收体的吸收体材料等)的接合部分的粘接剂去除。由此,能够将膜与其他构件在不断裂等而是维持着原本的形状的状态下互相分离。因而,能够高效地回收吸收性物品的膜这样的构成构件。此外,由于能够在不使粘接剂残留于膜的情况下将膜与其他构件分离,因此能够将膜作为纯度较高的树脂再利用。由此,能够抑制在膜的再利用时粘接剂产生不良影响的状况。关于无纺布也与膜相同。
只要能够将粘接剂溶解,则第2分离工序S33中使用的溶剂就没有特别的限制,例如可列举出含有萜烯烃、萜烯醛和萜烯酮中的至少一种的萜烯。在该工序中,使用含有萜烯的水溶液,水溶液中的萜烯的浓度例如能够列举出0.05质量%以上且2质量%以下,优选为0.075质量%~1质量%。若萜烯的浓度过低,则存在不能溶解接合部分的粘接剂的可能。若萜烯的浓度过高,则存在成本升高的可能。此外,萜烯不仅能溶解热熔粘接剂之类的粘接剂,而且还具有油污清洗效果。因此,例如在背面片等吸收性物品的构成构件上有印刷的情况下,萜烯也能够分解除去其印刷油墨。
作为萜烯烃,例如能够列举出香叶烯、柠檬烯、蒎烯、樟脑、桧烯(sabinene)、水芹烯、对异丙基甲苯、罗勒烯、萜品烯、蒈烯、姜烯、石竹烯、没药烯、雪松烯。其中,优选为柠檬烯、蒎烯、萜品烯、蒈烯。此外,作为萜烯醛,例如能够列举出香茅醛、柠檬醛、环柠檬醛、藏红花醛、水芹醛、紫苏醛、香叶醛、橙花醛。作为萜烯酮,例如能够列举出樟脑、侧柏酮(thujone)。萜烯之中,优选为萜烯烃,特别优选为柠檬烯。柠檬烯存在d-柠檬烯、l-柠檬烯、二戊烯(dl-柠檬烯)这3种,都可以优选使用。萜烯可以单独使用一种、也可以组合两种以上来使用。
只要粘接剂的溶解能够进行,将使用过的吸收性物品分解为构成构件,则第2分离工序S33的处理温度即包含溶剂的水溶液的温度没有特别限定。该处理温度既可以是室温,也可以比室温高,例如可列举出15℃~30℃。此外,只要粘接剂的溶解能够进行,将使用过的吸收性物品分解为构成构件,则第2分离工序S33的处理时间,即将表面片、背面片和吸收体材料浸入到包含溶剂的水溶液中的时间没有特别限定。该处理时间例如可列举出2分钟~60分钟,优选为5分钟~30分钟。只要粘接剂的溶解能够进行,将使用过的吸收性物品分解为构成构件,则第2分离工序S33的水溶液的量即包含溶剂的水溶液的量没有特别限定。水溶液的量例如相对于100质量份的使用过的吸收性物品而言优选为300质量份~3000质量份,更优选为500质量份~2500质量份。利用第2分离工序S33,能够使残留于膜、无纺布、吸收体材料的粘接剂的量相对于膜、无纺布、吸收体材料为1质量%以下。
另外,在本实施方式中,作为另一个优选的形态,也可以是,在上述非活性化工序S31中一并进行上述第2分离工序S33。即,可以在使附着于表面片、背面片和浆粕纤维的高吸水性聚合物非活性化的同时,使附着于表面片、背面片和浆粕纤维的粘接剂溶解。在该情况下,作为使表面片、背面片、浆粕纤维和高吸水性聚合物浸渍的水溶液,使用包含非活性化剂和溶剂这两者的水溶液。由此,在上述非活性化工序S31中,能够设为使背面片(膜)、表面片(无纺布)、吸收体(浆粕纤维和高吸水性聚合物)在水溶液中大致分离的状态。另外,在之后的第1分离工序中,能够将背面片(膜)和表面片(无纺布)与吸收体(浆粕纤维和高吸水性聚合物)分离,从而能够省略第2分离工序S33。在该情况下,通过粘接剂的去除,从而将背面片(膜)和表面片(无纺布)实质上分离。
在本实施方式中,分离工序S13也可以在去除接合部分的粘接剂的工序之后还包含第1干燥工序S34,在该第1干燥工序S34中,利用比室温高的温度的气氛或者热风使膜干燥从而去除溶剂。在本实施方式中,在本工序中也使无纺布干燥。
在使用过的吸收性物品的再利用中,杀菌极其重要。在第1干燥工序S34中,进行利用高温的气氛或者热风等使分离出的膜(背面片)和无纺布(表面片)干燥的工序。干燥温度例如可列举出105℃~210℃,优选为110℃~190℃。干燥时间也取决于干燥温度,例如可列举出10分钟~120分钟,优选为15分钟~100分钟。由此,不仅使残留在膜的表面和无纺布的表面的溶剂蒸发而将其去除,还能够利用高温的气氛或者热风等对膜和无纺布进行杀菌。由此,在去除溶剂的同时,还能够起到杀菌(消毒)的效果。
另一方面,在本实施方式中,分离工序S13也可以包含自分离出的混合物将浆粕纤维分离的第3分离工序S35。在第3分离工序S35中,作为自分离出的混合物(包含浆粕纤维、高吸水性聚合物和污水)将浆粕纤维分离的方法,并没有特别的限定,例如将分离出的混合物通过网孔0.1mm~4mm、优选为网孔0.15mm~2mm的筛网排出。由此,通过高吸水性聚合物和污水残留在排水中并且浆粕纤维(主要是在表面残留有高吸水性聚合物)残留在筛网上,从而能够将浆粕纤维自混合物分离。该浆粕纤维含有大量杂质,但能够根据用途来利用。将分离出的浆粕纤维(主要是在表面残留有高吸水性聚合物)与水以预定的比例混合,并作为具有预定的浆粕纤维的混合液向氧化剂处理工序S36供给。
在本实施方式中,分离工序S13包含氧化剂处理工序S36,在该氧化剂处理工序S36中,利用含有氧化剂的水溶液对分离出的浆粕纤维进行处理,使残留于浆粕纤维的高吸水性聚合物低分子量化、可溶化从而将其去除。
在氧化剂处理工序S36中,通过利用水溶液中的氧化剂将残留在分离出的浆粕纤维的主要是表面的高吸水性聚合物氧化分解,使其变化为可溶于水溶液的低分子量的有机物,从而将该高吸水性聚合物从浆粕纤维的表面去除。在此,高吸水性聚合物氧化分解并变化为可溶于水溶液的低分子量的有机物的状态是指高吸水性聚合物可通过2mm的筛网的状态。由此,将浆粕纤维所含有的高吸水性聚合物等杂质去除,从而能够生成纯度较高的浆粕纤维。此外,利用氧化剂处理能够对浆粕纤维进行二次杀菌和漂白、除臭。
只要能够将非活性化后的高吸水性聚合物氧化分解使其低分子量化、可溶化,则氧化剂没有特别限定,例如可列举出二氧化氯、臭氧、次氯酸钠。其中,从分解性能、漂白性能、杀菌性能、除臭性能的高低的观点出发,优选为臭氧,在本实施方式中使用臭氧。在使用臭氧作为氧化剂的情况下,通过使包含浆粕纤维和高吸水性聚合物的混合物与臭氧接触,具体地讲是通过向包含浆粕纤维和高吸水性聚合物的水溶液吹入含臭氧气体,从而能够进行氧化剂处理。
对氧化剂处理工序S36进一步进行说明。
首先,对执行氧化剂处理工序S36的装置进行说明。图2是表示执行氧化剂处理工序S36的装置2的结构的一个例子的概略图。装置2包括:混合液贮存部3,其用于贮存包含水和在第3分离工序S35中分离出的浆粕纤维的混合液51;以及氧化剂处理部4,其利用处理液52将混合液51中的浆粕纤维所含有的高吸水性聚合物氧化分解而自浆粕纤维去除。
混合液贮存部3包含混合液容器12和搅拌器13。混合液容器12用于贮存借助配管61供给的在水中以恒定的比例含有浆粕纤维的混合液51。搅拌器13对混合液容器12中的混合液51进行搅拌,以避免混合液51中的浆粕纤维与水分离而沉到混合液51的下方。
另一方面,氧化剂处理部4包含供给泵21、处理槽31、臭氧供给装置41、送出泵22、臭氧分解装置34。处理槽31具有酸性水溶液作为处理液52。供给泵21借助配管62将混合液容器12的混合液以第1流量连续地供给到处理槽31中。臭氧供给装置41用于向处理槽31供给作为气态物质的含臭氧气体53。作为臭氧供给装置41的臭氧发生装置42,例如可列举出Ecodesign,Inc.制造的臭氧水暴露试验机ED-OWX-2、三菱电机株式会社制造的臭氧发生装置OS-25V等。含臭氧气体53是含有臭氧的其他种类的气体,例如可列举出含有臭氧的氧气。在处理槽31的下部(优选为底部)配置有喷嘴43,该喷嘴43用于将借助配管65供给到处理槽31的含臭氧气体53送出到处理槽31内。喷嘴43将含臭氧气体53作为多个细小的气泡从处理液52(处理槽31)的下部朝向上部连续地供给到处理液52中。送出泵22借助配管63将处理槽31内的处理液52以第2流量连续地排出到处理槽31之外。臭氧分解装置34经由配管64接收积存在处理槽31的上部的含臭氧气体53,将臭氧分解而进行无害化并排放到外部。另外,处理槽31内的处理液52在氧化剂处理工序S36开始之前仅是处理液52,在开始之后成为处理液52和混合液51混合的液体,在本实施方式中也包含处理液52和混合液51混合的液体在内地将处理槽31内的液体作为处理液52。
接下来对氧化剂处理工序S36的具体的方法进行说明。
在第3分离工序S35中分离出的浆粕纤维(主要是在表面残留有高吸水性聚合物)与水混合以达到预先设定的浓度,从而成为混合液51。混合液51的浆粕纤维的浓度设定为,在混合液51投入到处理槽31中而与处理液52混合的状态下,混合液51的浆粕纤维的浓度成为预先设定的浓度。将混合液51借助配管61供给到混合液容器12而贮存。由于浆粕纤维的比重大于1,因此利用搅拌器13在混合液容器12内对混合液51进行搅拌,以避免浆粕纤维和水分离。
然后,在供给泵21的流量控制下,将混合液容器12内的混合液51(主要是在表面残留有高吸水性聚合物)借助配管62以第1流量连续地供给到处理槽31。由此,将浆粕纤维从设在处理槽31的上部的供给口32供给到处理液52中。处理液52是酸性水溶液,比重约为1。因而,浆粕纤维从处理液52的上部朝向下部下沉。
另一方面,将在臭氧发生装置42中生成的含臭氧气体53借助配管65供给到处理槽31,以细小气泡的状态(例示:微米气泡或者纳米气泡)从处理槽31的喷嘴43排放到处理液52内。即,含臭氧气体53从处理液52的下部朝向上部上升。该工序可以视为将含臭氧气体53的多个气泡从处理液52的下部朝向上部连续地送出的送出工序。
然后,在处理液52内从上部朝向下部下沉的浆粕纤维和从下部朝向上部上升的含臭氧气体53在相对地前进的同时互相碰撞。然后,含臭氧气体53以包裹浆粕纤维的方式附着于浆粕纤维的表面。此时,含臭氧气体53中的臭氧与浆粕纤维中的高吸水性聚合物发生反应,将高吸水性聚合物氧化分解而溶解于处理液52。由此,自浆粕纤维将浆粕纤维上的高吸水性聚合物去除。然后,浆粕纤维下沉到处理槽31的底部,含臭氧气体53释放到处理槽31的上部空间。
之后,在送出泵22的流量控制下,将处理槽31的底部的处理液52(含有浆粕纤维)借助配管63以第2流量从处理槽31的排出口33连续地排出到处理槽31之外。积存在处理槽31的上部的含臭氧气体53的臭氧在臭氧分解装置34中被分解而进行无害化并排放到外部。
这样,将混合液51以第1流量从处理槽31的上部连续地供给到处理槽31中,将处理液52以第2流量从处理槽31的下部(底部)连续地排出到处理槽31之外。由此,能够在处理槽31内强制地产生从上部向下部的连续且稳定的流体(含有浆粕纤维)的流动。
从处理槽31排出的处理液52含有去除了高吸水性聚合物的浆粕纤维,并且含有将高吸水性聚合物氧化分解而生成的低分子量的有机物。浆粕纤维在送出泵22的下游侧的工序例如后述的第4分离工序S37中被回收。去除了高吸水性聚合物的浆粕纤维可以称为杂质极少的优质的浆粕纤维(再生浆粕纤维)。
上述的氧化剂处理工序S36可以包含这样的连续处理工序:将含有水和包含高吸水性聚合物的浆粕纤维的混合液51以第1流量连续地供给到具有能够将高吸水性聚合物溶解的处理液52的处理槽31中,同时将含有将高吸水性聚合物溶解而去除后的纤维的处理液52以第2流量连续地排出到处理槽31之外。即,氧化剂处理工序S36可以包括由浆粕纤维和高吸水性聚合物的混合物制造再生浆粕纤维的方法。
本方法至少将包含高吸水性聚合物和浆粕纤维的混合液51以第1流量连续地供给到具有能够将高吸水性聚合物溶解的处理液52的处理槽31中,同时将含有去除了高吸水性聚合物的浆粕纤维且含有将高吸水性聚合物氧化分解而生成的低分子量的有机物的处理液52以第2流量连续地排出到处理槽31之外。通过具有这样的结构,从而能够从处理槽31中的用于供给混合液51的供给口32朝向用于排出处理液52的排出口33强制地产生连续且稳定的流体(含有浆粕纤维)的流动。利用该流体的流动即水流,即使增多浆粕纤维的处理量,也能够增多与处理液接触的浆粕纤维的面积,能够使浆粕纤维没有遗漏地与处理液接触。因而,即使增多浆粕纤维的处理量,也能够抑制浆粕纤维的处理不均,使高吸水性聚合物适当地溶解于处理液中而将其去除。由此,能够提高再生的浆粕纤维即再生浆粕纤维的纯度,从而能够制造易于再利用的再生浆粕纤维。因而,能够将高吸水性聚合物适当地自浆粕纤维去除,并且高效地制造再生浆粕纤维。
在此优选的是,第1流量和第2流量相同。通过使第1流量和第2流量相同,从而能够将处理槽31内的处理液52的量保持恒定,能够稳定地进行连续的处理。不过,若能够将处理槽31内的处理液52的量保持大致恒定,即,若处理槽31内的处理液52的量不会大幅度地增加或者减少,则第1流量和第2流量也可以随时间经过而变动。即,第1流量和第2流量不必始终完全相同,只要随时间经过平均并大致相同即可。在此,大致相同是指差在5%以内。在该情况下,也能够稳定地进行连续的处理。
在向处理液52供给含臭氧气体53的情况下,对于处理液52中的臭氧浓度,只要是能够将高吸水性聚合物分解的浓度,则没有特别限定,例如可列举出1质量ppm~50质量ppm,优选为2质量ppm~40质量ppm,更优选为3质量ppm~30质量ppm。若处理液52中的臭氧浓度过低,则有可能不能使高吸水性聚合物完全可溶化而在浆粕纤维中残留高吸水性聚合物。相反,若处理液52中的臭氧浓度过高,则氧化力也升高,因此有可能对浆粕纤维造成损伤,并且存在安全性也产生问题的可能性。对于臭氧处理温度,只要是能够将高吸水性聚合物分解的温度,则没有特别限定,例如既可以保持室温,也可以比室温高。
其中,通过以下的方法测量处理液52(水溶液)中的臭氧浓度。
向加入了约0.15g的碘化钾和5mL的10%的柠檬酸溶液的100mL量筒中加入85mL的溶解有臭氧的处理液52,使它们发生反应。在反应之后,转移到200mL的锥形烧瓶,向其中加入淀粉溶液并使其着色为紫色之后,利用0.01mol/L硫代硫酸钠一边搅拌一边进行滴定直至无色。然后,根据滴定值使用以下的算式计算水溶液中的臭氧浓度。
水溶液中的臭氧浓度(质量ppm)=滴定所需要的0.01mol/L硫代硫酸钠(mL)×0.24×0.85(mL)
含臭氧气体53中的臭氧浓度优选为40g/m3~200g/m3,更优选为40g/m3~150g/m3,进一步优选为40g/m3~100g/m3。若含臭氧气体53中的臭氧浓度过低,则有可能不能使高吸水性聚合物完全可溶化而在浆粕纤维中残留高吸水性聚合物。若含臭氧气体53中的浓度过高,则有可能导致浆粕纤维的损伤、安全性的下降、制造成本的增加。另外,利用紫外线吸收式的臭氧浓度计(例示:Ecodesign,Inc.制造:臭氧监测器OZM-5000G)来测量含臭氧气体53中的臭氧浓度。
对于处理液52中的浆粕纤维(含有高分子吸水性聚合物)的浓度,只要是能够利用处理液52中的臭氧将高吸水性聚合物分解的浓度,则没有特别限定,例如可列举出0.1质量%~20质量%,优选为0.2质量%~10质量%,更优选为0.3质量%~5质量%。若浆粕纤维的浓度过高,则有可能不能使高吸水性聚合物完全可溶化而在浆粕纤维中残留高吸水性聚合物。相反,若浆粕纤维的浓度过低,则氧化力也升高,因此有可能对浆粕纤维造成损伤,并且存在安全性也产生问题的可能性。混合液51中的浆粕纤维(含有高分子吸水性聚合物)的浓度基于上述处理液52中的浆粕纤维的浓度和处理液52的量来适当地设定。
在向含有浆粕纤维和高吸水性聚合物的处理液52供给臭氧的情况下,处理液52优选为酸性。更优选的是,处理液52的pH大于0且为5以下,进一步优选为1.5~2.5。通过在酸性的状态下进行处理,从而抑制了臭氧的失活,臭氧对于高吸水性聚合物的分解去除效果提高,能够在短时间内将高吸水性聚合物分解。为了保持处理液的pH,也可以使混合液51的pH与处理液52的pH相同,并将混合液51供给到处理槽31。或者,也可以利用pH传感器监视处理液52的pH,在pH向中性侧变动时,向处理液52中添加与变动幅度相应的量的预定的酸性溶液。
对于处理槽31中的处理液52(含有混合液51)的量,只要是能够将高吸水性聚合物分解的量,则没有特别限定,处理槽31中的处理液52的体积V(单位:L)和浆粕纤维的质量W(单位:kg)优选满足30≤V/W≤1000。更优选为50≤V/W≤400,进一步优选为100≤V/W≤200。若V/W过小,则有可能不能使浆粕纤维所含有的高吸水性聚合物完全可溶化而在浆粕纤维中残留高吸水性聚合物。若V/W过大,则有可能导致制造成本的增加。另外,处理槽31的体积V并没有特别的限制,例如可列举出50L~80L。
含臭氧气体的流量RO(单位:L/分钟)和处理槽31中的处理液52的体积V(单位:L)优选满足0.01≤RO/V≤1.5。更优选为0.03≤RO/V≤1.0,进一步优选为0.06≤RO/V≤0.5。若RO/V过小,则有可能不能使高吸水性聚合物完全可溶化而在浆粕纤维中残留高吸水性聚合物。若RO/V过大,则有可能导致浆粕纤维的损伤、安全性的下降、制造成本的增加。另外,含臭氧气体的流量RO并没有特别的限制,例如可列举出3L/分钟~6L/分钟。
对于浆粕纤维在处理槽31内存在的时间即在处理液52中对浆粕纤维进行处理的时间(以下也称为“槽内处理时间”。),只要是能够将高吸水性聚合物分解的时间,则没有特别限定。若处理液52的臭氧浓度较高,则槽内处理时间较短即可,若处理液52的臭氧浓度较低,则槽内处理时间需要较长的时间。作为槽内处理时间,例如可列举出2分钟~60分钟,优选为5分钟~30分钟。处理液52中的臭氧浓度(质量ppm)与槽内处理时间(分钟)的乘积(以下也称为“CT值”。)优选为100ppm·分钟~6000ppm·分钟,更优选为200ppm·分钟~4000ppm·分钟,进一步优选为300ppm·分钟~2000ppm·分钟。若CT值过小,则有可能不能使高吸水性聚合物完全可溶化而在回收的浆粕纤维中残留高吸水性聚合物。若CT值过大,则有可能导致浆粕纤维的损伤、安全性的下降、制造成本的增加。
在浆粕纤维存在于处理槽31内期间,高吸水性聚合物受到利用臭氧的氧化分解作用。由此,高吸水性聚合物的三维网格结构崩解。其结果是,高吸水性聚合物丧失保水性,并且变为低分子量的材料。并且,该低分子量的材料溶出到浆粕纤维所存在的处理槽31内。虽然溶出到处理液52中的低分子量的材料与处理液52一同被排出,但在该处理液52中不残留高吸水性聚合物的固体颗粒。而且在该工序中,利用臭氧的杀菌作用,对使用过的卫生用品进行一次消毒。
在本实施方式中,作为优选的形态,氧化剂处理工序S36(连续处理工序)包含这样的工序:从处理槽31的上部连续地供给混合液51,同时从处理槽31的下部连续地排出处理液52。此时,混合液51的含有高吸水性聚合物的浆粕纤维的比重大于处理液52的比重。因此,在处理液52中重力大于浮力,因此含有高吸水性聚合物的浆粕纤维自然地下沉。因而,即使在处理槽31中从下部朝向上部供给混合液51即浆粕纤维,混合液51即浆粕纤维也有可能再次返回到下部。而且,在处理槽31内所产生的流体的流动是从下部朝向上部的流动的情况下,有可能在流体中产生屈服于重力而滞留在处理槽31的底部的角落、端部等的部分。在这些情况下,自浆粕纤维去除高吸水性聚合物的处理效率会下降。因此,在本优选形态的方法中,从处理槽31的上部供给混合液51,并从处理槽31的下部排出处理液52,以使含有高吸水性聚合物的浆粕纤维在处理液52中从上部向下部移动。由此,能够在处理槽31中从上部朝向下部产生连续且稳定的流体的流动。其结果是,利用重力及该流体的流动,使得含有高吸水性聚合物的浆粕纤维不会滞留在处理槽31内的角落、端部,而能够从处理槽31的上部向下部更顺畅地移动,同时受到利用处理液52的处理。因而,能够将利用处理液52的处理结束后的浆粕纤维直接从处理槽31的下部排出到外部。即,能够高效地对含有高吸水性聚合物的浆粕纤维进行处理。因而,能够高效地制造再生纤维。
在本实施方式中,作为优选的形态,能够将高吸水性聚合物溶解的处理液52是含有将高吸水性聚合物以能够溶解的方式分解的气态物质的水溶液。氧化剂处理工序S36(连续处理工序)还包括将气态物质的多个气泡从处理液52的下部朝向上部连续地送出的送出工序。在这样的本方法的优选形态中,在处理液52中,成为气态物质从下部向上部移动且含有高吸水性聚合物的浆粕纤维从上部向下部移动的相对流。由此,能够提高浆粕纤维所含有的高吸水性聚合物和气态物质的接触概率。此外,含有高吸水性聚合物的浆粕纤维下沉得越深,则能够与浓度越高的气态物质接触。因而,能够使仅利用在处理液52中的较浅的部位接触的气态物质未完全溶解于处理液52中的高吸水性聚合物在处理液52中的较深的部位与高浓度的气态物质接触。由此,能够可靠地使高吸水性聚合物溶解于处理液52。因而,能够可靠地使浆粕纤维所含有的高吸水性聚合物溶解于处理液中而自纤维去除。在此,在使用含臭氧气体作为气态物质的情况下,与不具有送出工序而使用仅预先含有气态物质的处理液的情况相比,具有上述的送出工序的实施方式能够将臭氧的消耗效率提高例如约1.5倍~2倍左右,即削减消耗量。
在本实施方式中,作为优选的形态,上述的送出工序包括将气态物质以微米气泡或者纳米气泡的状态送出的工序。其中,微米气泡是指直径为1μm~1000μm左右优选为10μm~500μm左右的气泡,纳米气泡是指直径为100nm~1000nm左右优选为100nm~500nm左右的气泡。微米气泡或者纳米气泡是这样微小的气泡,具有每单位体积的表面积较大且液体中的上升速度较慢这样的性质。因此,在本方法中,作为优选的形态,将这样的微小气泡的气态物质从处理槽31的处理液52的下部朝向上部送出。另一方面,含有高吸水性聚合物的浆粕纤维从上部朝向下部移动。此时,由于微小气泡的上升速度较慢,因此提高了气泡与浆粕纤维接触的概率。而且,由于微小气泡在浆粕纤维的表面的占有区域较小,因此更多的气泡能够与浆粕纤维的表面接触。由此,能够利用微小气泡没有遗漏地包裹含有高吸水性聚合物的浆粕纤维,能够进一步增加气态物质与含有高吸水性聚合物的浆粕纤维的接触面积。而且,通过更多的气泡与浆粕表面接触,从而能够利用气泡的浮力降低含有高吸水性聚合物的浆粕纤维的下沉速度,进一步增加气态物质与含有高吸水性聚合物的浆粕纤维的接触时间。由此,能够更可靠地使浆粕纤维所含有的高吸水性聚合物溶解于处理液52中而自浆粕纤维去除。
在本实施方式中,作为优选的形态,气态物质含有臭氧,即是含臭氧气体53。因而,在本方法中,作为优选的形态,将浆粕纤维所含有的高吸水性聚合物供给到作为处理液的含有臭氧的水溶液。其结果是,能够利用臭氧将浆粕纤维所含有的高吸水性聚合物氧化、分解,因此能够可靠地将该通过氧化、分解而产生的生成物溶解于该水溶液。即,能够自浆粕纤维适当地去除高吸水性聚合物。其结果是,能够进一步提高再生的浆粕纤维即再生浆粕纤维的纯度。而且,通过使用含有臭氧的水溶液,从而能够对浆粕纤维进行漂白,能够使再生浆粕纤维的颜色更接近白色。而且,通过使用含有臭氧的水溶液,从而能够对浆粕纤维进行杀菌,能够使再生浆粕纤维更加洁净。因而,能够制造易于再利用的再生浆粕纤维。因而,能够自浆粕纤维适当地去除高吸水性聚合物,并且能够高效地制造再生浆粕纤维。
在本实施方式中,作为优选的形态,处理液52是酸性水溶液,例如是pH2.5以下的酸性水溶液。在该情况下,即使在混合液51中的浆粕纤维所含有的高吸水性聚合物局部地残留有吸水能力的情况下,也能够抑制高吸水性聚合物的吸水膨胀。由此,能够在短时间内使高吸水性聚合物溶解于处理液52,能够自纤维更可靠地去除高吸水性聚合物。特别是在处理液52是含有臭氧的水溶液的情况下,能够使含有臭氧的水溶液中的臭氧不易失活,因此能够在更短时间内将高吸水性聚合物氧化、分解,能够使其溶解,从而能够更可靠地自纤维去除高吸水性聚合物。
此外,作为另一个优选的实施方式,处理槽31的结构也可以是图2以外的其他结构。图3是表示图1的氧化剂处理工序的装置2的另一个结构例的概略图。图3的装置2与图2的装置2相比不同点在于,氧化剂处理部4的配管63具有将两个字母U形管相互反向且连续地连接而成的连续字母U形管构造,且省略了送出泵22。在该情况下,在由处理液52充满配管63且处理槽31内的处理液52的液面高度高于由配管63连接的下一工序的槽内的液体的液面高度的情况下,根据虹吸的原理,将处理液52借助配管63排出到下一工序的槽。因而,若在处理开始之前初始地预先使处理槽31内的处理液52的液面高度与下一工序的槽内液的液面高度相同,则在通过开始处理而向处理槽31内连续地以第1流量供给混合液51时,根据虹吸的原理,将处理液52借助配管63以第2流量=第1流量排出到下一工序的槽。其中,关于下一工序的槽内的液体的液面高度,在处理过程中也维持处理开始之前的高度。在该情况下,不需要送出泵22,并且不需要送出泵22的第2流量的控制。
在本实施方式中,分离工序S13可以还包括自从处理槽31排出的处理液52分离浆粕纤维的第4分离工序S37和将分离出的浆粕纤维干燥的第2干燥工序S38。
在第4分离工序S37中,作为自从处理槽31排出的处理液52分离浆粕纤维的方法,并没有特别的限定,例如可列举出使含有浆粕纤维的处理液52通过例如网孔0.15mm~2mm的筛网网眼的方法。在使含有浆粕纤维的处理液52通过网孔0.15mm~2mm的筛网网眼时,含有高吸水性聚合物的通过氧化分解而产生的生成物的排水通过筛网。另一方面,浆粕纤维残留在筛网上,作为优质的浆粕纤维(再生浆粕纤维)被取出。
接着,在第2干燥工序S38中,利用高温的气氛或者热风等使分离出的浆粕纤维干燥。干燥温度例如可列举出105℃~210℃,优选为110℃~190℃。干燥时间也取决于干燥温度,例如可列举出10分钟~120分钟,优选为15分钟~100分钟。由此,残留在浆粕纤维的表面的溶剂蒸发而被去除,从而能够回收高吸水性聚合物混率极低且纯度较高的浆粕纤维。因而,能够高效地回收吸收性物品的构成构件。此外,能够利用高温的气氛或者热风等对浆粕纤维进行杀菌(消毒)。
此外,能够自含有在第3分离工序S35中分离出的高吸水性聚合物和污水的排水回收高吸水性聚合物。作为回收方法,并没有特别的限定,例如可列举出使用筛子的方法,作为所回收的高吸水性聚合物的吸水能力的恢复方法,例如可列举出利用碱金属盐水溶液进行处理的方法。此外,也可以使在第4分离工序S37中分离出的剩余的排水(溶解有少于10ppm左右的臭氧)循环到前处理工序S11。由此,能够在不将含有臭氧的排水浪费的情况下,同时进行前处理工序S11的前处理和利用臭氧的杀菌。
另外,由纤维和高吸水性聚合物的混合物制造再生纤维的方法可以除了包括氧化剂处理工序S36之外,还包括上述第4分离工序S37和第2干燥工序S38。
在本实施方式中,作为优选的形态,还包括非活性化工序S31和第1分离工序S32,非活性化工序S31在氧化剂处理工序S36(连续处理工序)之前,使用能够使高吸水性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液对混合物进行处理,而使混合物中的高吸水性聚合物的吸水性能非活性化,第1分离工序S32在氧化剂处理工序S36(连续处理工序)之前,使含有非活性化后的高吸水性聚合物的浆粕纤维自水溶液分离。这样,在本方法中,作为优选的形态,在非活性化工序S31中,由于利用能够使高吸水性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液抑制高吸水性聚合物的吸水性能,因此在后续工序的氧化剂处理工序S36(连续处理工序)的阶段能够更容易地使高吸水性聚合物在更短时间内溶解于处理液52。即,能够将高吸水性聚合物更可靠地自浆粕纤维去除。
在本实施方式中,作为优选的形态,在非活性化工序S31中,能够使高吸水性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液是酸性水溶液,例如是pH2.5以下的酸性水溶液。这样,在本方法中,作为优选的形态,由于利用能够使高吸水性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液是酸性水溶液,因此更易于使高吸水性聚合物非活性化,由此,在非活性化工序S31的阶段,能够更可靠地抑制高吸水性聚合物的吸水性能。由此,在后续工序的氧化剂处理工序S36(连续处理工序)的阶段,能够更容易地使高吸水性聚合物在更短时间内溶解于处理液。即,能够将高吸水性聚合物更可靠地自纤维去除。
此外,作为另一个优选的实施方式,处理槽31也可以至少包括互相串联地连结的第1处理槽31-1和第2处理槽31-2。图4是表示图1的氧化剂处理工序的装置2的另一个结构例的概略图。图4的装置2与图2的装置2相比不同点在于,两个氧化剂处理部4首尾接合,换言之,第1处理槽31-1和第2处理槽31-2首尾接合。在该情况下,例如以下述方式分多个阶段地处理混合液51:向第1处理槽31-1供给混合液51并将第1处理完毕的液体(第1处理槽31-1的处理液52-1)排出,向第2处理槽31-2供给第1处理完毕的液体并将第2处理完毕的液体(第2处理槽31-2的处理液52-2)排出。在该情况下,与具备一个容量较大的处理槽31的情况相比,在第1处理槽31-1、第2处理槽31-2分别利用新的处理液52-1、52-2进行处理,因此例如能够容易地使在第1处理槽(初级的处理槽)31-1中未完全溶解的高吸水性聚合物在第2处理槽(次级的处理槽)31-2中溶解等,能够更可靠地使高吸水性聚合物溶解,能够将其自纤维去除。
在本实施方式中,作为优选的形态,纤维是浆粕纤维。因此,通过使浆粕纤维所含有的高吸水性聚合物溶解于处理液52,从而能够将高吸水性聚合物适当地自浆粕纤维去除。其结果是,能够提高再生的浆粕纤维即再生浆粕纤维的纯度。由此,能够制造易于再利用的再生浆粕纤维。因而,能够将高吸水性聚合物适当地自浆粕纤维去除,并且能够高效地制造再生浆粕纤维。不过,即使纤维是浆粕纤维以外的纤维,在高吸收性聚合物附着于该纤维的情况下,通过应用使用上述图1~图4说明的各实施方式,也能够提高再生的纤维即再生纤维的纯度,能够制造易于再利用的再生纤维。因而,能够将高吸水性聚合物适当地自纤维去除,并且能够高效地制造再生纤维。
在本实施方式中,作为优选的方式,还在材料分离工序S1中,利用前处理工序S11能够使使用过的吸收性物品成为不断裂等而保持原本的形状并且也不使高吸水性聚合物非活性化而是在水的作用下非常膨胀的状态。由此,能够使使用过的吸收性物品内产生非常高的内压,从而成为其表面的某一个部位要撑破的状态。然后,利用分解工序S12,对这样的状态的使用过的吸收性物品施加物理性的冲击,从而能够使其表面的某一个部位开裂,而使内部的吸收体材料向外部喷出。由此,能够将使用过的吸收性物品至少分解为膜(背面片)和吸收体材料。此时,由于膜大致维持原本的形状,因此在之后的分离工序S13中能够容易地自吸收体材料分离。由此,能够将膜这样的构成构件在不断裂等而是维持着其原本的形状的状态下自其他的构成构件分离。因而,能够高效地回收吸收性物品的膜这样的构成构件。
在本实施方式中,作为优选的方式,通过粘接剂的去除使用萜烯,从而能够使粘接吸收性物品的构成构件的热熔粘接剂在常温下溶解。由此,能够易于使吸收性物品简单且彻底地散开,从而将浆粕纤维和高吸水性聚合物自吸收性物品分离,能够将无纺布和膜以各自独立地保留着构件形态的状态分离。即,即便不使吸收性物品破碎或者不经由复杂的分离工序,也能够容易地分别回收浆粕纤维、膜、无纺布。在使用柠檬烯作为萜烯的情况下,作为柠檬烯的副效果,由于存在柑橘类的清爽的气味,因此一定程度地掩盖源自排泄物的气味,能够减小作业人员的气味负担、对附近产生的气味影响。由于柠檬烯是单萜烯,与苯乙烯构造相似,因此能够使吸收性物品通常使用的苯乙烯类的热熔粘接剂溶解。由于能够在常温下对吸收性物品进行清洗处理,因此能够降低能量消耗,能够抑制气味的产生扩散。萜烯的油污清洗效果较高,除了热熔粘接剂的溶解效果以外,在膜上有印刷的情况下,也能够将其印刷油墨分解去除,印刷过的膜也能够作为纯度较高的塑料原材料而回收。
此外,在高吸水性聚合物的非活性化使用pH2.5以下的有机酸水溶液时,不易使浆粕纤维劣化。此外,在使用柠檬酸作为有机酸时,利用柠檬酸的螯合效果和清洗力,能够期待源自排泄物的污物成分去除效果。此外,还能够期待除菌效果和对于碱性气味的除臭效果。
而且,通过利用氧化剂将高吸水性聚合物分解去除,而能够防止对浆粕纤维造成的污染和由高吸水性聚合物吸水引起的污水的急剧增加。通过调节所使用的氧化剂的种类和浓度,能够同时进行高吸水性聚合物的氧化分解和杀菌。此外,在使用臭氧作为氧化剂处理工序的氧化剂的情况下,由于完全不使用氯类药剂,因此还能够由所回收的塑料构件制造不易损坏燃烧炉的高品质的RPF。由于在处理工序中未使用盐类,因此在浆粕纤维上没有残留,能够回收低灰分的高品质浆粕。
上述的实施方式对将背面片的构成构件设为膜并将表面片的构成构件设为无纺布的情况进行了说明。但是,关于将背面片的构成构件设为无纺布并将表面片的构成构件设为膜的情况、将背面片和表面片这两个构成构件设为膜的情况的实施方式,也能够利用与上述的实施方式相同的方法来实现,能够起到相同的作用效果。
本发明的吸收性物品并不限制于上述的各实施方式,而是能够在不脱离本发明的目的、主旨的范围内适当地进行组合、变更等。
附图标记说明
31、处理槽;51、混合液;52、处理液;S36、氧化剂处理工序。

Claims (9)

1.一种制造再生纤维的方法,其由纤维和高吸水性聚合物的混合物制造再生纤维,其中,
该方法包括在连续处理工序开始前从使用过的吸收性物品分离包含高吸水性聚合物的纤维的工序;以及连续处理工序,在该连续处理工序中,将含有水和所述包含高吸水性聚合物的纤维的混合液以第1流量连续地供给到具有能够将高吸水性聚合物溶解的处理液的处理槽中,同时将含有将所述高吸水性聚合物溶解而去除的处理结束后的所述纤维的所述处理液以第2流量连续地排出到所述处理槽之外,从而在所述处理槽内产生连续的流体的流动,
所述连续处理工序包含这样的工序:
从所述处理槽的上部连续地供给所述混合液,同时从所述处理槽的下部连续地排出所述处理液。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,
能够将所述高吸水性聚合物溶解的处理液是含有将所述高吸水性聚合物以能够溶解的方式分解的气态物质的水溶液,
所述连续处理工序还包含从所述处理液的下部朝向上部连续地送出所述气态物质的多个气泡的送出工序。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,
所述送出工序包含将所述气态物质以微米气泡或者纳米气泡的状态送出的工序。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其中,
所述气态物质包含臭氧。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的方法,其中,
所述纤维是浆粕纤维。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的方法,其中,
所述处理液是酸性水溶液。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的方法,其中,
该方法还包括这样的工序:
非活性化工序,在所述连续处理工序之前,使用能够使高吸水性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液,对所述混合物进行处理,而使所述混合物中的所述高吸水性聚合物的吸水性能非活性化;以及
分离工序,在所述连续处理工序之前,使包含非活性化后的所述高吸水性聚合物的所述纤维自所述能够使高吸水性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液分离。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,
在所述非活性化工序中,能够使所述高吸水性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液是酸性水溶液。
9.根据权利要求1~3中任一项所述的方法,其中,
所述处理槽至少包含互相串联地连结的第1处理槽和第2处理槽。
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