CN114341242A - 制造再生高吸水性聚合物的方法、使用再生高吸水性聚合物制造高吸水性聚合物的方法以及再生高吸水性聚合物 - Google Patents
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Abstract
提供一种制造再生高吸水性聚合物的方法,其能够将源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物有效地利用于以高吸水性聚合物为原料使用的产品。本方法是从源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物制造作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物的方法。本方法包括:灭活工序(S30),利用酸性溶液对使用过的高吸水性聚合物进行灭活;氧化剂处理工序(S31),在酸性条件下利用氧化剂对利用酸性溶液灭活后的使用过的高吸水性聚合物进行处理;以及干燥工序(S33),对由氧化剂处理后的使用过的高吸水性聚合物进行干燥,生成再生高吸水性聚合物。
Description
技术领域
本发明涉及从源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物制造再生高吸水性聚合物的方法、使用再生高吸水性聚合物制造高吸水性聚合物的方法以及再生高吸水性聚合物。
背景技术
已知再生源自使用过的卫生用品(例示:吸收性物品)的使用过的高吸水性聚合物的技术。例如,在专利文献1中公开了一种使用过的高吸水性聚合物的再生方法。该再生方法包括如下工序:利用多价金属盐水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行处理;以及通过利用碱金属盐水溶液对利用多价金属盐水溶液处理后的高吸水性聚合物进行处理。
另一方面,已知将未使用的高吸水性聚合物作为高吸水性聚合物的原料的一部分进行再利用的技术。例如,在专利文献2中公开了一种树脂颗粒的制造方法。在该制造方法中,在悬浮聚合中,在由树脂a构成的树脂颗粒A的水性分散液中分散含有树脂b的油性液,在水性分散液中形成由树脂b构成的树脂颗粒B,得到在树脂颗粒B的表面附着有树脂颗粒A的树脂颗粒C的水性分散体X1。此时,将制造其他批次的树脂颗粒C时在分级工序中去除的微粉分散在水性分散液中。在专利文献3中公开了一种吸水剂的制造方法。在该制造方法中,将含有吸水性树脂的细粒的粉体在水的存在下加压成形,干燥,粉碎,制造平均粒径200μm~1000μm的吸水剂。在专利文献4中公开了一种耐盐性吸水性树脂的制造方法。在该制造方法中,将从由不饱和羧酸及其盐构成的组中选择的至少1种单体成分的水溶液在以每100重量份该单体成分对应于1重量份~30重量份吸水性树脂的比例存在吸水性树脂的状态下进行水溶液聚合,由此形成耐盐性吸水性树脂。另外,在非专利文献1中公开了一种聚丙烯酸盐系的高吸水性聚合物的制造方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-198862号公报
专利文献2:日本特开2007-246676号公报
专利文献3:日本特开平10-204184号公报
专利文献4:日本特开平4-227705号公报
专利文献5:日本特许第5996226号公报
非专利文献
非专利文献1:下村忠生,“高吸水性聚合物”,表面(1991)495-506
发明内容
发明要解决的问题
在使用过的卫生用品(例示:吸收性物品)的再循环中,回收许多使用过的卫生用品,但所回收的许多使用过的卫生用品的种类、制造公司多种多样。因此,若通过专利文献1的方法将许多源自使用过的卫生用品的高吸水性聚合物集中再生,则再生后的高吸水性聚合物成为多种多样的高吸水性聚合物的混合物。即,再生后的高吸水性聚合物的性能难以变得均质。所以,若在使用高吸水性聚合物作为吸收性的材料的卫生用品中直接利用再生后的高吸水性聚合物,则可能难以使卫生用品的吸收性能变得均质。
因此,发明人本次首次研究了,例如在专利文献2~4、非专利文献1的高吸水性聚合物的制造方法中,作为专利文献2~4的原料(微粉、细粒或者吸水性树脂)、非专利文献1的原料或者半成品,使用再生后的高吸水性聚合物。在专利文献2~4、非专利文献1的制造方法中,考虑使用杂质非常少的未使用的原料等(例示:高吸水性聚合物)。另一方面,在源自使用过的卫生用品的再生后的高吸水性聚合物中有时存在特有的杂质(例示:臭气物质、有色物质、杂菌)。因此,若在使用杂质非常少的未使用的高吸水性聚合物的专利文献2~4、非专利文献1的制造方法中使用再生后的高吸水性聚合物,则有可能无法形成纯度高的优质的高吸水性聚合物。这样,在使用高吸水性聚合物的卫生用品中,有可能无法利用使用再生后的高吸水性聚合物通过专利文献2~4、非专利文献1的制造方法制造得到的高吸水性聚合物。
本发明的目的在于提供制造再生高吸水性聚合物的方法、使用再生高吸水性聚合物制造高吸水性聚合物的方法、以及再生高吸水性聚合物,其能够将源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物有效地利用于使用高吸水性聚合物作为原料的产品。
用于解决问题的方案
本发明是一种从源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物制造作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物的方法,其中,该方法包括:灭活工序,利用酸性溶液将所述使用过的高吸水性聚合物灭活;氧化剂处理工序,在酸性条件下利用氧化剂对由所述酸性溶液灭活后的所述使用过的高吸水性聚合物进行处理;以及干燥工序,对由所述氧化剂处理后的所述使用过的高吸水性聚合物进行干燥,生成所述再生高吸水性聚合物。
本发明是一种使用从源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物再生的、作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物来制造高吸水性聚合物的方法,其中,该方法包括如下工序:通过上述记载的方法制造所述再生高吸水性聚合物;以及在用于制造所述高吸水性聚合物的水溶液聚合或者交联中,在所述制造用的原料和半成品中的至少一者中混入所述再生高吸水性聚合物,执行所述水溶液聚合或者所述交联。
本发明是一种再生高吸水性聚合物,其是从源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物再生的、作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物,其中,灰分的含量为35质量%以下,通过倾注培养法检测出的普通活菌数为检测极限以下。
发明的效果
根据本发明,能够提供制造再生高吸水性聚合物的方法、使用再生高吸水性聚合物制造高吸水性聚合物的方法、以及再生高吸水性聚合物,其能够将源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物有效地利用于使用高吸水性聚合物作为原料的产品。
附图说明
图1是表示实施方式的制造再生高吸水性聚合物的方法所使用的系统的结构例的框图。
图2是表示实施方式的制造再生高吸水性聚合物的方法的一例的流程图。
图3是表示实施方式的用于取出使用过的高吸水性聚合物的装置的结构例的框图。
图4是表示实施方式的取出使用过的高吸水性聚合物的方法的一例的流程图。
具体实施方式
本实施方式涉及以下的形态。
[形态1]
一种从源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物制造作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物的方法,其中,该方法包括:灭活工序,利用酸性溶液将所述使用过的高吸水性聚合物灭活;氧化剂处理工序,在酸性条件下利用氧化剂对由所述酸性溶液灭活后的所述使用过的高吸水性聚合物进行处理;以及干燥工序,对由所述氧化剂处理后的所述使用过的高吸水性聚合物进行干燥,生成所述再生高吸水性聚合物。
本方法对源自使用过的卫生用品(例示:吸收性物品)的使用过的高吸水性聚合物利用酸性溶液进行灭活(灭活工序),之后,在酸性条件下利用氧化剂进行处理(氧化剂处理工序)。即,本方法利用酸性溶液使使用过的高吸水性聚合物脱水,使其体积大幅减小,之后,在酸性条件下维持其脱水状态,即使体积减小的状态,并且利用氧化剂将使用过的高吸水性聚合物脱臭、脱色、除菌。像这样,通过减小使用过的高吸水性聚合物的体积,能够利用氧化剂容易地去除源自使用过的卫生用品的再生高吸水性聚合物所具有的杂质(例示:臭气物质、有色物质、杂菌),能够得到纯度高的再生高吸水性聚合物。使用这样的纯度高的再生高吸水性聚合物作为形成预定的高吸水性聚合物的方法中的原料的一部分,能够形成纯度高的优质的高吸水性聚合物。作为形成预定的高吸水性聚合物的方法,可列举出例如专利文献2~4那样的方法、使用后述的再生高吸水性聚合物制造高吸水性聚合物的方法,即将未使用的高吸水性聚合物作为高吸水性聚合物的原料或者半成品的一部分进行再利用的方法。由此,能够将源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物有效地利用于使用高吸水性聚合物的产品。
[形态2]
根据形态1所述的方法,其中,在所述干燥工序之后还包括异物分离工序:从所述再生高吸水性聚合物分离异物。
在本方法中,从干燥后的再生高吸水性聚合物分离异物(例示:浆粕纤维)。因此,与溶液中的分离那样的非干燥状态下的分离相比,能够比较容易地从再生高吸水性聚合物分离异物,所以,能够得到纯度更高的再生高吸水性聚合物。
[形态3]
根据形态1或2所述的方法,其中,所述酸性溶液是含有柠檬酸的溶液,在所述灭活工序之后、所述干燥工序之前还包括柠檬酸去除工序:去除所述使用过的高吸水性聚合物的所述柠檬酸。
在本方法中,利用含有柠檬酸的溶液进行使用过的高吸水性聚合物的灭活(灭活工序)。因此,不仅使使用过的高吸水性聚合物脱水,大幅减小其体积,而且也能够通过柠檬酸的螯合效果容易地去除金属(例示:排泄物所含有的源自人体的物质)。而且,在本方法中,在灭活工序之后去除使用过的高吸水性聚合物的柠檬酸(柠檬酸去除工序)。因此,能够大幅抑制在再生高吸水性聚合物中残存柠檬酸这样的螯合剂。由此,能够得到纯度更高的再生高吸水性聚合物。特别是,在再生高吸水性聚合物中几乎不残存螯合剂,因此在将未使用的高吸水性聚合物作为高吸水性聚合物的原料的一部分进行再利用的方法中,在进行水溶液聚合、交联等的情况(例示:专利文献2、4)下,螯合剂阻碍交联反应能够得到大幅抑制。
[形态4]
根据形态3所述的方法,其中,所述柠檬酸去除工序包括去除处理工序:利用作为不与金属离子形成螯合结构的酸的去除用的酸、与水具有混合性的有机溶剂或者它们的水溶液对所述使用过的高吸水性聚合物进行处理。
在本方法中,作为柠檬酸的去除,利用不与金属离子形成螯合结构的去除用的酸、与水具有混合性的有机溶剂或者它们的水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行处理。由此,能够利用酸或者有机溶剂对使用过的高吸水性聚合物进行脱水,同时冲洗使用过的高吸水性聚合物的表面的柠檬酸。因而,能够更大幅度地抑制在再生高吸水性聚合物中残存有柠檬酸这样的螯合剂。
[形态5]
根据形态4所述的方法,其中,所述去除处理工序包括酸工序:在所述氧化剂处理工序中或者之后,利用所述去除用的酸或者其水溶液对所述使用过的高吸水性聚合物进行处理。
在本方法中,在氧化剂处理工序中或者之后,利用去除用的酸或者其水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行处理。由此,能够从使用过的高吸水性聚合物去除柠檬酸,同时使使用过的高吸水性聚合物更加脱水。因而,能够更容易地执行之后的干燥工序,从而能够高效地得到纯度高的再生高吸水性聚合物。
[形态6]
根据形态4或5所述的方法,其中,所述去除用的酸是不具有羧基的酸或者在1分子中具有1个羧基的酸。
在本方法中,去除用的酸是不具有羧基的酸或者在1分子中具有1个羧基的酸。因此,在去除处理工序中,能够更可靠地从使用过的高吸水性聚合物中去除柠檬酸,同时使使用过的高吸水性聚合物更加脱水。
[形态7]
根据形态4~6中任一项所述的方法,其中,所述去除处理工序包括有机溶剂工序:在所述氧化剂处理工序之后、所述干燥工序之前,利用所述有机溶剂的水溶液对所述使用过的高吸水性聚合物进行处理。
在本方法中,在氧化剂处理工序之后、干燥工序之前,利用有机溶剂的水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行处理。由此,能够从使用过的高吸水性聚合物去除柠檬酸,同时使使用过的高吸水性聚合物更加脱水。因而,能够更容易地执行之后的干燥工序,由此,能够高效地得到纯度高的再生高吸水性聚合物。
[形态8]
根据形态7所述的方法,其中,所述有机溶剂工序包括:利用含有能够供给碱金属离子的碱金属离子供给源的所述有机溶剂的水溶液对所述使用过的高吸水性聚合物进行处理的工序。
在本方法中,利用含有碱金属离子供给源的有机溶剂的水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行处理。由此,能够从使用过的高吸水性聚合物去除柠檬酸,一边脱水一边利用碱金属离子中和使用过的高吸水性聚合物。因而,例如,能够在制造高吸水性聚合物时,使用再生高吸水性聚合物作为中和完毕的纯度高的原料。
[形态9]
根据形态8所述的方法,其中,所述碱金属离子供给源是碱金属的氢氧化物,或者是碱金属的氢氧化物与酸解离常数比所述高吸水性聚合物的酸基的酸解离常数大的酸的盐。
在本方法中,碱金属离子供给源是碱金属的氢氧化物,或者是碱金属的氢氧化物与酸解离常数比高吸水性聚合物的酸基的酸解离常数大的酸的盐。因此,能够更可靠地利用碱金属离子中和使用过的高吸水性聚合物。
[形态10]
根据形态1~9中任一项所述的方法,其中,在所述氧化剂处理工序中,所述氧化剂具有含有臭氧的水或者过氧化氢溶液。
在本方法中,利用含有臭氧的水或者过氧化氢溶液处理使用过的高吸水性聚合物。由此,能够更容易地去除源自使用过的卫生用品的再生高吸水性聚合物所具有的杂质(例示:臭气物质、有色物质、杂菌),即,能够更容易地进行脱臭、脱色、除菌。由此,能够得到纯度更高的再生高吸水性聚合物。
[形态11]
一种使用从源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物再生的、作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物来制造高吸水性聚合物的方法,其中,该方法包括如下工序:通过形态1~10中任一项所述的方法制造所述再生高吸水性聚合物;以及在用于制造所述高吸水性聚合物的水溶液聚合或者交联中,在所述制造用的原料和半成品中的至少一者中混入所述再生高吸水性聚合物,执行所述水溶液聚合或者所述交联。
在本方法中,将源自使用过的卫生用品(例示:吸收性物品)的再生高吸水性聚合物混入到原料和半成品中的至少一者,通过水溶液聚合或者交联,制造高吸水性聚合物。此时,再生高吸水性聚合物由于通过上述形态1~10的方法制造,因此其纯度变高。所以,在本方法中,即使使用再生高吸水性聚合物,也能够形成纯度高的优质的高吸水性聚合物。
[形态12]
一种再生高吸水性聚合物,其是从源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物再生的、作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物,其中,灰分的含量为35质量%以下,通过倾注培养法检测出的普通活菌数为检测极限以下。
在本源自使用过的卫生用品(例示:吸收性物品)的再生高吸水性聚合物中,灰分的含量为35质量%以下,通过倾注培养法检测出的普通活菌数为检测极限以下。在此,认为制造后未使用的一般的高吸水性聚合物的内部所含有的灰分的量约为30质量%,再生高吸水性聚合物的内部所含有的灰分的量也约为30质量%。因而,在再生高吸水性聚合物的表面,不需要的灰分较少(5质量%以下),并且,在再生高吸水性聚合物中,普通活菌数极少(检测极限以下)。由此,再生高吸水性聚合物的纯度非常高。因此,通过将这样的再生高吸水性聚合物在用于高吸水性聚合物制造的悬浮聚合、水溶液聚合或者交联中混入到原料和半成品中的至少一者,能够形成纯度高的优质的高吸水性聚合物。
以下,对实施方式的、从源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物制造作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物的方法、使用再生高吸水性聚合物制造高吸水性聚合物的方法以及再生高吸水性聚合物进行说明。其中,在本说明书中,卫生用品是指有助于卫生的物品,且是含有高吸水性聚合物的物品。使用过的卫生用品(例示:吸收性物品)是指被使用者使用后的卫生用品且主要是吸收·保持了从使用者排出的液态物(例示:排泄物)的卫生用品,包括虽使用过但未吸收·保持液态物的卫生用品、虽未使用但被废弃的卫生用品。使用过的高吸水性聚合物是指使用过的卫生用品所含有的高吸水性聚合物。再生高吸水性聚合物是指从源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物再生后的高吸水性聚合物。在本实施方式中,作为卫生用品的例子,对吸收性物品进行说明。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、床单、宠物片,包括高吸水性聚合物,也可以还包括浆粕纤维。
首先,对吸收性物品的结构例进行说明。吸收性物品具备表面片、背面片以及配置于表面片与背面片之间的吸收体。作为吸收性物品的大小的一例,可列举为长度约15cm~100cm,宽度5cm~100cm。需要说明的是,吸收性物品也可以还包括通常的吸收性物品所具备的其他构件、例如扩散片、防漏壁、侧片等。
作为表面片的构成构件,例如可列举出透液性的无纺布、具有透液孔的合成树脂膜、它们的复合片等。作为背面片的构成构件,例如可列举出不透液性的无纺布、不透液性的合成树脂膜、它们的复合片。作为扩散片的构成构件,例如可列举出透液性的无纺布。作为防漏壁、侧片的构成构件,例如可列举出不透液性的无纺布,防漏壁也可以包括橡胶这样的弹性构件。作为无纺布、合成树脂膜的材料,只要能够作为吸收性物品使用,就没有特别限制,例如可列举出聚乙烯、聚丙烯等烯烃系树脂、6-尼龙、6,6-尼龙等聚酰胺系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯系树脂等。作为无纺布的材料,也可以使用棉、人造丝等天然纤维。在本实施方式中,以将背面片的构成构件设为膜,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,只要能够作为吸收性物品使用,就没有特别限制,例如可列举出纤维素系纤维。作为纤维素系纤维,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。作为浆粕纤维的大小,纤维的长径的平均值例如可列举为几十μm,优选为20μm~40μm,纤维长度的平均值例如可列举为几mm,优选为2mm~5mm。作为高吸水性聚合物(Super Absorbent Polymer:SAP),只要能够作为吸收性物品使用,就没有特别限制,例如可列举出聚丙烯酸盐系、聚磺酸盐系、马来酸酐盐系的吸水性聚合物。作为高吸水性聚合物的大小(干燥时),粒径的平均值例如可列举为几百μm,优选为200μm~500μm。吸收体也可以包括由透液性片形成的芯包层。
吸收体的一个面和另一个面借助粘接剂分别接合于表面片和背面片。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,吸收体被包入在表面片与背面片的接合体的内部。作为粘接剂,只要能够作为吸收性物品使用,就没有特别限制,例如可列举为热熔型粘接剂。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-苯乙烯等橡胶系主体,或者聚乙烯等烯烃系主体的压敏型粘接剂或者热敏型粘接剂。
接下来,对实施方式的从源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物制造作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物的方法进行说明。
图1是表示实施方式的制造再生高吸水性聚合物的方法所使用的系统1的结构例的框图。图2是表示实施方式的制造再生高吸水性聚合物的方法的一例的流程图。
制造再生高吸水性聚合物的方法包括灭活工序S30、氧化剂处理工序S31以及干燥工序S33,但也可以还包括异物分离工序S34。当在灭活工序S30等中使用柠檬酸的情况下,也可以还包括柠檬酸去除工序S32。在该制造的方法中,柠檬酸去除工序S32也可以包括去除处理工序S40。另一方面,制造再生高吸水性聚合物的方法所使用的系统1具备灭活装置30、氧化剂处理装置31以及干燥装置33,但也可以还具备异物分离装置34。当在灭活装置30等中使用柠檬酸的情况下,也可以还具备柠檬酸去除装置32。在该系统1中,优选的是,柠檬酸去除装置32也可以包括去除处理装置40。以下,具体说明各工序。
灭活工序S30由灭活装置30执行。灭活工序S30利用酸性溶液对使用过的高吸水性聚合物进行灭活。在本实施方式中,将从使用过的吸收性物品取出的使用过的高吸水性聚合物浸渍于作为灭活剂的酸性水溶液,形成灭活后的高吸水性聚合物300。
作为酸性水溶液中的酸,没有特别限定,例如可列举出无机酸和有机酸。若使用酸将高吸水性聚合物灭活,则与使用石灰、氯化钙等将高吸水性聚合物灭活的情况相比,不易使灰分残留于高吸水性聚合物和浆粕纤维。作为无机酸,例如可列举出硫酸、盐酸以及硝酸,但从不含氯的观点、成本等观点出发,优选为硫酸。作为有机酸,例如可列举出在1分子中具有多个羧基的羧酸(例示:柠檬酸、酒石酸、苹果酸、丁二酸、草酸)、在1分子中具有1个羧基的羧酸(例示:葡萄糖酸、戊酸、丁酸、丙酸、乙醇酸、乙酸、甲酸)、磺酸(例示:甲磺酸、三氟甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸)等。作为有机酸,从易于与排泄物等所包含的2价以上的金属(例示:钙)形成螯合络合物,不易使灰分残留于高吸水性聚合物和浆粕纤维的观点出发,优选具有多个羧基,更优选为柠檬酸。酸性水溶液的柠檬酸浓度没有特别限定,例如可列举出0.5质量%~4质量%。在本实施方式中,作为酸性水溶液中的酸,使用柠檬酸。
酸性水溶液是酸性即可,但优选具有预定的pH。作为预定的pH的上限,优选为4.0,更优选为3.5,进一步优选为3.0。若预定的pH过高,则高吸水性聚合物的灭活不能充分进行,存在高吸水性聚合物所保持的排泄物的排出变得不充分的倾向,另外存在难以与浆粕纤维等分离的倾向。另一方面,作为预定的pH的下限,优选为0.5,更优选为1.0。若预定的pH过低,则高吸水性聚合物被进一步灭活,在去除处理工序S40(后述)中,存在经过灭活的高吸水性聚合物与包含碱金属离子供给源的水溶液的反应花费时间的倾向。另外,若预定的pH过低,则在除了再生源自使用过的吸收性物品的高吸水性聚合物之外还再生再循环浆粕纤维的情况下,有可能损伤再循环浆粕纤维。需要说明的是,在本说明书中,pH是指25℃下的值。另外,pH例如能够使用株式会社堀场制作所制的twin pH计AS-711进行测定。在制造再生高吸水性聚合物的方法中,优选在灭活工序S30的结束时刻满足上述预定的pH。这是从使高吸水性聚合物持续灭活的观点考虑的。
作为执行灭活工序S30的灭活装置30,只要能够将高吸水性聚合物浸渍于酸性水溶液,具体的结构就没有特别限定。灭活装置30例如具有能够配置含有高吸水性聚合物的材料、且能够贮存酸性水溶液的槽。在灭活工序S30中,既可以在将酸性水溶液贮存于该槽之后,投入含有高吸水性聚合物的材料,也可以在将含有高吸水性聚合物的材料配置于该槽之后,投入酸性水溶液。含有高吸水性聚合物的材料浸渍于酸性水溶液而发生灭活反应。
在灭活工序S30中,虽然也取决于温度,但为了均匀地进行反应,在含有酸性水溶液的槽中将含有高吸水性聚合物的材料(例示:使用过的吸收性物品)例如搅拌约5分钟~60分钟,由此能够将高吸水性聚合物灭活。在灭活工序S30中,酸性水溶液的温度没有特别限制,例如可列举为室温(25℃),优选为比室温高的温度,更优选为60℃~95℃,进一步优选为70℃~90℃。由此,易于利用酸性水溶液中的酸对酸性水溶液所含的、源自排泄物等的细菌进行除菌。
在灭活工序S30的处理结束阶段中,高吸水性聚合物300未被完全脱水,是虽然不多但吸收了水分的状态(例示:吸收了吸水前的高吸水性聚合物的体积的约10倍左右的水的状态),是凝胶的状态。
需要说明的是,在应浸渍于酸性水溶液的材料除了高吸水性聚合物之外还包括其他构件,例如浆粕纤维、透液性片、不透液性片等的情况下,可以在灭活工序S30之前或者之后,执行将除高吸水性聚合物之外的构件分离并去除的分离工序。分离工序也可以与灭活工序S30同时并行地执行。作为应浸渍于酸性水溶液的材料除高吸水性聚合物之外还含有其他构件的情况,例如可列举出该材料是含有高吸水性聚合物的使用过的吸收性物品的情况。分离工序将在后述。
之后,经过灭活的高吸水性聚合物利用设于灭活装置30的筛(或者网)从酸性水溶液分离(固液分离),之后,作为高吸水性聚合物300,被供给至氧化剂处理工序S31(氧化剂处理装置31)。
氧化剂处理工序S31由氧化剂处理装置31执行。氧化剂处理工序S31在酸性条件下利用氧化剂对利用酸性溶液灭活后的高吸水性聚合物300进行处理。作为氧化剂,只要能够去除附着于高吸水性聚合物300的表面的杂质(例示:臭气物质、有色物质、杂菌),就没有特别限制,例如可列举出臭氧、过氧化氢。在将氧化剂混入水中作为水溶液使用的情况下,水溶液中的氧化剂的浓度例如可列举为0.5质量%~20质量%。在本实施方式中,通过使灭活后的高吸水性聚合物300接触(浸渍)于氧化剂的水溶液、即含有预定浓度的臭氧的臭氧水预定的时间,形成去除了高吸水性聚合物300的表面的杂质的高吸水性聚合物301。另外,酸性条件只要是酸性即可,例如可列举出显示酸性的水溶液。作为显示酸性的水溶液,从维持高吸水性聚合物300的灭活状态的观点、在使用臭氧的情况下难以使臭氧失活的观点等出发,优选为含有在上述酸性水溶液的说明中列举的无机酸和有机酸的水溶液。然后,该显示酸性的水溶液的pH优选为预定的范围,即至少与上述酸性水溶液同样的0.5~4.0,更优选为1.0~3.5。在本实施方式中,作为酸性条件,使用柠檬酸的水溶液。水溶液的柠檬酸浓度没有特别限定,例如可列举为0.1质量%~5质量%。
源自使用过的吸收性物品的排泄物的细菌、其他有机物等作为异物、污垢附着于高吸水性聚合物300的表面。若它们残存于表面,则再生高吸水性聚合物的纯度有可能降低。因此,在氧化剂处理工序S31中,使高吸水性聚合物300在氧化剂的水溶液、在本实施方式中为臭氧水中以预定的浓度(例示:1~10质量%)大致均匀地分散,将附着于高吸水性聚合物300的表面的细菌、其他有机物等氧化分解而去除。即,在氧化剂处理工序S31中,去除附着于高吸水性聚合物300的表面的杂质。特别是,基于臭氧水的除菌被称为溶菌,通过蛋白质与臭氧发生化学反应,将细菌的细胞壁(膜)破坏,细胞内的成分泄漏,从而将细菌杀灭。因此,除菌的效果显著提高,不易产生耐药菌,除菌后细菌再次繁殖而覆盖表面的可能性极低。
此时,若利用酸性水溶液进行高吸水性聚合物的灭活(灭活工序S30),则经过灭活的高吸水性聚合物不吸水。因此,在灭活后的状态下,能够利用臭氧浓度低的臭氧水进行清洗,因此易于通过清洗去除细菌等,能够在短时间内进行细菌等的去除。而且,臭味成分、色素成分也被臭氧分解,因此还具有脱臭·脱色效果。需要说明的是,若想要用气体状的物质、例如臭氧气体对高吸水性聚合物300进行处理,则高吸水性聚合物300为块状(凝胶状),因此处理不会遍及块的内部,难以整体上均匀地处理。若想要用紫外线、辐射线进行处理,则在强到它们能够穿透到块的内部的辐射剂量下,高吸水性聚合物会分解。若想要通过加热或者高压蒸汽进行处理,则排泄物的污垢会残存于高吸水性聚合物。若想要利用次氯酸钠水溶液进行处理,则氯残存于高吸水性聚合物,无法作为卫生材料使用。
臭氧水中的臭氧浓度只要是能够去除附着于高吸水性聚合物的表面的细菌、其他有机物等的浓度,就没有特别限定,优选为0.3质量ppm~2质量ppm,更优选为0.5质量ppm~1.5质量ppm。若浓度过低,则难以去除细菌等,若浓度过高,则高吸水性聚合物有可能会开始分解。臭氧水与高吸水性聚合物的接触时间只要是能够去除附着于高吸水性聚合物的表面的细菌、其他有机物等的时间,就没有特别限定,臭氧水中的臭氧浓度越高,则接触时间越短,臭氧浓度越低,则接触时间越长。该接触时间优选为0.3秒钟~15分钟,更优选为5秒钟~10分钟。臭氧水中的臭氧浓度(ppm)与接触时间(分钟)之积(以下也称为“CT值”。)优选为0.05ppm·分钟~20ppm·分钟,更优选为0.08ppm·分钟~10ppm·分钟。若CT值过小,则难以除菌,若CT值过大,则高吸水性聚合物有可能会分解。其中,在基于臭氧水的处理中,通过去除附着于高吸水性聚合物300的表面的杂质,能够在去除细菌等的同时还进行漂白。作为向水中供给臭氧的臭氧产生装置,例如可列举出ECO设计株式会社制臭氧水暴露试验机ED-OWX-2、三菱电机株式会社制臭氧产生装置OS-25V等。
在氧化剂处理工序S31中,为了均匀地进行反应,也可以在槽中对含有高吸水性聚合物300的臭氧水进行搅拌。在氧化剂处理工序S31中,臭氧水的温度没有特别限制,例如可列举为室温(25℃),优选为10℃~40℃。若臭氧水的温度过高,则臭氧容易作为气体逸出,容易失活,若温度过低,则臭氧处理的时间容易变长。由此,利用臭氧水的臭氧,容易将附着于高吸水性聚合物300表面的细菌、有机物去除。
作为执行氧化剂处理工序S31的氧化剂处理装置31,只要能够使经过灭活的高吸水性聚合物300不破坏形状地接触(或者浸渍)于臭氧水,具体的结构就没有特别限定。作为氧化剂处理装置31,例如可列举为双螺杆泵(BQ型:伏虎金属工业株式会社制)。双螺杆泵是容积式自吸泵。双螺杆泵具备壳体以及配置于壳体内的室内且相互平行地延伸的双轴的螺杆。含有高吸水性聚合物300的臭氧水被供给至室内,从径向到达双轴的螺杆之后,通过双轴的螺杆的旋转沿轴向挤出并排出。在氧化剂处理工序S31的处理阶段中,高吸水性聚合物300如已述那样为虽然不多但吸收了水分的凝胶的状态,因此利用搅拌叶片难以以不破坏凝胶的方式进行搅拌,难以均匀地进行反应。双螺杆泵没有搅拌叶片,几乎不剪切经过灭活的高吸水性聚合物300,由此能够在不破坏凝胶的情况下使其与臭氧水均匀地混合,是优选的。在氧化剂处理工序S31中,利用双螺杆泵使经过灭活的高吸水性聚合物300与臭氧水混合并发生反应。
之后,进行了臭氧处理的高吸水性聚合物300利用设于氧化剂处理装置31的筛(或者网)自臭氧水分离(固液分离),之后,作为高吸水性聚合物301被供给至柠檬酸去除工序S32(柠檬酸去除装置32)。
柠檬酸去除工序S32由柠檬酸去除装置32执行。当在灭活工序S30中使用的酸性溶液是含有柠檬酸的溶液的情况下,柠檬酸去除工序S32在灭活工序S30之后、干燥工序S33之前,去除使用过的高吸水性聚合物301的柠檬酸。在本实施方式中,在灭活工序S30中,使用含有柠檬酸的溶液作为酸性溶液,因此不仅使使用过的高吸水性聚合物灭活,而且利用柠檬酸的螯合效果也能够容易地去除附着于使用过的高吸水性聚合物表面的金属。而且,在柠檬酸去除工序S32中,能够大幅抑制在最终得到的再生高吸水性聚合物中残存柠檬酸这样的螯合剂。
在此,柠檬酸去除工序S32包括利用作为不与金属离子形成螯合结构的酸的去除用的酸、与水具有混合性的有机溶剂、或者它们的水溶液对使用过的高吸水性聚合物301进行处理的去除处理工序S40(去除处理装置40)。由此,能够使柠檬酸在预定的酸或者有机溶剂中溶出而从使用过的高吸水性聚合物去除,同时使使用过的高吸水性聚合物更加脱水。
作为不与金属离子形成螯合结构的酸的去除用的酸,例如可列举出在前述的酸性水溶液的说明中列举的无机酸和有机酸中的不具有羧基的酸或者在1分子中具有(并非多个)1个羧基的酸。换言之,作为去除用的酸,能够说是无机酸和有机酸中的在1分子中不具有多个羧基的酸。由此,即使假设去除用的酸残留于使用过的高吸水性聚合物的表面,也不会作为螯合剂发挥功能。
在该情况下,去除处理工序S40能够包括:在氧化剂处理工序S31之后且在干燥工序S33之前,利用去除用的酸或者其水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行处理的酸工序。
另一方面,作为与水具有混合性的有机溶剂,没有特别限制,但例如可列举出醇系溶剂(例示:甲醇、乙醇、丙醇及其异构体、丁醇及其异构体)、酮系溶剂(例示:丙酮、甲乙酮)、腈系溶剂(例示:乙腈)等。由此,能够将使用过的高吸水性聚合物进一步脱水·清洗。在本实施方式中,在柠檬酸去除工序S32的去除处理工序S40中,使用作为与水具有混合性的有机溶剂的甲醇。
有机溶剂例如只要不影响柠檬酸去除,就也可以含有其他溶剂,例如水。其他溶剂的比例相对于有机溶剂小于50质量%,优选为10质量%以下,更优选为0质量%。
在该情况下,去除处理工序S40能够包括:在氧化剂处理工序S31之后且在干燥工序S33之前,利用有机溶剂或者其水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行处理的有机溶剂工序。
需要说明的是,作为另一实施方式,柠檬酸去除工序S32也可以作为去除处理工序S40而包括再活化工序:在利用上述预定的去除用的酸、上述预定的有机溶剂、或者它们的水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行处理之后,将处理后的使用过的高吸水性聚合物进一步利用含有能够供给碱金属离子的碱金属离子供给源的水溶液进行处理,即再活化(中和)。换言之,去除处理工序S40也可以在酸工序或者有机溶剂工序之后包括再活化工序。
在该情况下,利用酸性水溶液使高吸水性聚合物失活(灭活工序S30),利用含有碱金属离子供给源的水溶液中和失活后的高吸水性聚合物(去除处理工序S40),从而能够得到再活化(中和)后的高吸水性聚合物。因而,不需要在灭活中使用多价金属离子,因此能够抑制灰分残留而发生吸收阻碍的事态。
其中,作为碱金属离子供给源中的碱金属离子,可列举出锂离子(Li离子)、钠离子(Na离子)、钾离子(K离子)、以及它们的任意的组合。作为碱金属离子供给源,只要能够供给前述的碱金属离子,就没有特别限制,例如可列举出碱金属的氢氧化物、碱金属的氢氧化物与酸解离常数比高吸水性聚合物的酸基大的酸的盐(以下,也简称为“盐”)等。酸解离常数能够采用电化学学会编辑的电化学便览所记载的值。
作为碱金属的氢氧化物,例如可列举出氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾、以及它们的任意的组合。另一方面,作为盐,例如可列举出酸性盐、碱性盐。作为盐中的碱金属的氢氧化物,可列举出氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾、以及它们的任意的组合。作为盐中的酸,例如可列举出在灭活工序S30中列举出的酸(例示:盐酸、硫酸)、碳酸等。作为盐,可列举出碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化锂、氯化钠、氯化钾等。
在使用碱金属的氢氧化物作为碱金属离子供给源的情况下,碱性水溶液的氢氧化物离子的浓度例如可列举为0.1mol/L~5.0mol/L,优选为0.3mol/L~3.0mol/L,更优选为0.4mol/L~1.0mol/L。
进而,作为另一实施方式,柠檬酸去除工序S32在去除处理工序S40为有机溶剂工序的情况下,也可以包括利用含有能够供给碱金属离子的碱金属离子供给源的有机溶剂的水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行处理的工序。换言之,去除处理工序S40的有机溶剂工序也可以除了利用有机溶剂或者其水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行脱水·清洗的脱水清洗工序之外,还包括利用碱金属离子供给源对使用过的高吸水性聚合物进行再活化的再活化工序。像这样,通过同时进行脱水清洗工序和再活化工序,能够从使用过的高吸水性聚合物去除柠檬酸,一边脱水一边利用碱金属离子对使用过的高吸水性聚合物进行中和(再活化)。
因而,在作为再生高吸水性聚合物需要再活化(中和)后的高吸水性聚合物的情况下,通过同时进行脱水清洗工序和再活化工序,能够使高吸水性聚合物不吸水溶胀地脱水。由此,能够减小应再活化的高吸水性聚合物的体积,因此能够高效地进行再活化。另外,能够对高吸水性聚合物在凝胶强度较强的状态下进行再活化处理,能够抑制由于再活化处理中的搅拌等导致凝胶破坏。另外,不需要使再活化、脱水清洗的设备大型化,能够降低有机溶剂的使用量。进而,通过该脱水,能够使高吸水性聚合物的表面附近的水分量大致恒定,因此能够在高吸水性聚合物的表面比较均匀地进行干燥。由此,能够使再生高吸水性聚合物的吸收性能比较均匀,作为结果,能够抑制吸收性能的相对降低。
进而,作为另一实施方式,柠檬酸去除工序S32在去除处理工序S40为酸工序的情况下,也可以在之后包括利用有机溶剂或者其水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行脱水·清洗的脱水清洗工序。进而,作为另一实施方式,也可以在实施作为去除处理工序S40的酸工序,进而实施将使用过的高吸水性聚合物再活化(中和)的再活化工序之后,包括利用有机溶剂或者其水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行脱水·清洗的脱水清洗工序。通过包括脱水清洗工序,能够更容易地进行后级的干燥工序S33。
柠檬酸去除工序S32(去除处理工序S40)的温度为预定的温度,例如可列举为室温(例示:20℃)~60℃,优选为30℃~50℃。若温度变低,则存在去除的时间变长的倾向,若温度变高,则由于高吸水性聚合物的酸基发生脱水缩合等,有时高吸水性聚合物的吸水性会降低。柠檬酸去除工序S32(去除处理工序S40)的时间为预定的时间,例如可列举出5分钟~300分钟。
作为执行柠檬酸去除工序S32(去除处理工序S40)的柠檬酸去除装置32(去除处理装置40),具体的结构没有特别限定。作为柠檬酸去除装置32(去除处理工序S40),例如可列举出混合器(标准混合器NS-P-S:株式会社Tatechs制)。该混合器具备能够自转的混合槽。高吸水性聚合物301和预定的去除用的酸、有机溶剂或者它们的水溶液被供给至混合槽,通过混合槽自转而混合。在柠檬酸去除工序S32(去除处理工序S40)的处理阶段中,高吸水性聚合物301虽然不多,但为吸收了水分的凝胶的状态,因此难以用搅拌叶片以不破坏凝胶的方式搅拌,难以均匀地进行反应。该混合器通过混合槽自转,能够在没有搅拌叶片的情况下将高吸水性聚合物301几乎不剪切地与预定的水溶液均匀地混合,较为优选。柠檬酸去除工序S32(去除处理工序S40)利用该混合器将高吸水性聚合物301与预定的水溶液混合。
之后,至少去除了柠檬酸的高吸水性聚合物301利用设于柠檬酸去除工序S32(去除处理工序S40)的筛(或者网)从预定的水溶液分离(固液分离),之后,作为高吸水性聚合物302向干燥工序S33(干燥装置33)供给。
在柠檬酸去除工序S32(去除处理工序S40)的处理的结束阶段,高吸水性聚合物302被充分脱水,例如,吸水倍率为约2倍左右的状态,接近于砂那样的松散的状态。
干燥工序S33由干燥装置33执行。干燥工序S33将利用氧化剂处理后的使用过的高吸水性聚合物进行干燥,生成再生高吸水性聚合物。在本实施方式中,一边搅拌高吸水性聚合物302,一边在加热气氛下进行干燥。
在干燥工序S33中,干燥温度例如可列举为室温(例示:25℃)~150℃,优选为70℃~120℃。若干燥温度变低,则存在干燥时间变长的倾向,若干燥温度变高,则高吸水性聚合物的酸基发生脱水缩合等,由此高吸水性聚合物的吸水性有时会降低。在干燥工序S33中,干燥时间例如可列举为30分钟~300分钟。从促进干燥的观点出发,干燥工序S33也可以在减压下、例如0.1kPa~100kPa下实施。
作为执行干燥工序S33的干燥装置33,只要能够使高吸水性聚合物302干燥,具体的结构就没有特别限定。作为干燥装置33,例如可列举出带桨的干燥机(桨式干燥器NPD-1.6W-G:株式会社奈良机械制作所制)。带桨的干燥机具备:壳体;以及能够旋转的双轴的轴,其配置于壳体内的室内,相互平行地沿轴向延伸。各轴包括沿径向扩展的楔形状的传热翼(桨叶),从轴向观察时,两轴的桨叶彼此间相互重叠。高吸水性聚合物302被供给到室内,接受热风,在高温气氛下利用桨叶进行搅拌并干燥。在干燥工序S33中,边利用带桨的干燥机以使高吸水性聚合物302不相互附着的方式进行搅拌,边在加热气氛中进行干燥。
干燥工序S33优选以使高吸水性聚合物的干燥减量优选为15%以下(2.0g,105℃,3小时)的方式实施。这是从利用高吸水性聚合物的观点出发的。上述干燥减量根据日本厚生劳动省于2015年3月25日在作为药食审查发0325第24号通知的“关于生理处理用品材料标准”中作为附页附上的“生理处理用品材料标准”的<2.一般试验法>的“7.干燥减量试验法”进行测定。
之后,干燥后的高吸水性聚合物302作为高吸水性聚合物303向异物分离工序S34(异物分离装置34)供给。
异物分离工序S34由异物分离装置34执行。异物分离工序S34从干燥后的高吸水性聚合物303分离异物。作为分离异物的方法,例如,可列举出通过气体中的比重差或者基于筛分的大小筛选来分离异物的方法。作为异物,例如可列举出浆粕纤维。
作为执行异物分离工序S34的异物分离装置34,只要能够从高吸水性聚合物303分离异物,具体的结构就没有特别限定。异物分离装置34例如是旋风分离机,通过在气体中的离心分离,将高吸水性聚合物303和异物分离。由此,生成异物的量进一步减少的再生高吸水性聚合物。
如上所述,将源自使用过的吸收性物品的高吸水性聚合物再生,生成再生高吸水性聚合物。
在所生成的再生高吸水性聚合物(其中,被再活化(中和)的聚合物)中,如后述的实施例所示,灰分的含量为35质量%以下,优选为32质量%以下,更优选为31质量%以下。另外,在所生成的再生高吸水性聚合物中,通过倾注培养法检测出的普通活菌数为检测极限以下。在此,制造后未使用的一般的高吸水性聚合物(例示:聚丙烯酸钠交联体)的内部所含有的灰分的量约为30质量%,因此认为再生高吸水性聚合物的内部所含有的灰分的量也约为30质量%。在该情况下,认为30质量%的量的灰分、即再生高吸水性聚合物的内部的灰分源自聚丙烯酸钠交联体的Na(钠)(需要说明的是,认为高吸水性聚合物的表面的灰分是源自排泄物的无机物、原本附着于表面的二氧化硅等)。因而,在再生高吸水性聚合物中,在除去其内部的表面,不需要的灰分较少,只有5质量%(35质量%-30质量%)左右以下。优选为2质量%以下,更优选为1质量%以下,进一步优选为0.5质量%以下。进而,在再生高吸水性聚合物中,普通活菌数极少(检测极限以下)。由此,再生高吸水性聚合物的纯度非常高。因此,该再生高吸水性聚合物能够用作作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物。换言之,该再生高吸水性聚合物是由源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物再生的、作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物。
本实施方式的制造再生高吸水性聚合物的方法将源自使用过的卫生用品(例示:吸收性物品)的使用过的高吸水性聚合物利用酸性溶液灭活(灭活工序S30),在酸性条件下利用氧化剂进行处理(氧化剂处理工序S31),进行干燥(干燥工序S33),生成再生高吸水性聚合物。即,本方法利用酸性溶液使使用过的高吸水性聚合物脱水,使其体积大幅减小,之后,在酸性条件下,维持其脱水状态,即使体积减小的状态,同时利用氧化剂将使用过的高吸水性聚合物脱臭、脱色、除菌。像这样,通过减小使用过的高吸水性聚合物的体积,能够利用氧化剂容易地去除源自使用过的卫生用品的再生高吸水性聚合物所具有的杂质(例示:臭气物质、有色物质、杂菌),能够得到纯度高的再生高吸水性聚合物。能够使用这样的纯度高的再生高吸水性聚合物作为形成预定的高吸水性聚合物的方法中的原料的一部分,形成纯度高的优质的高吸水性聚合物。作为形成预定的高吸水性聚合物的方法,可列举出例如专利文献2~4那样的方法、使用后述的再生高吸水性聚合物制造高吸水性聚合物方法,即将未使用的高吸水性聚合物作为高吸水性聚合物的原料的一部分进行再利用的方法。由此,能够将源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物有效地利用于使用高吸水性聚合物的产品。
在本实施方式中,作为优选的形态,在干燥工序S33之后,从干燥后的再生高吸水性聚合物分离异物(例示:浆粕纤维)(异物分离工序S34)。因此,与溶液中的分离这样的非干燥状态下的分离相比,能够比较容易地从再生高吸水性聚合物分离异物,所以能够得到纯度更高的再生高吸水性聚合物。
在本实施方式中,作为优选的形态,利用含有柠檬酸的溶液进行使用过的高吸水性聚合物的灭活(灭活工序S30)。因此,不仅使使用过的高吸水性聚合物脱水,大幅减少其体积,而且还能够通过柠檬酸的螯合效果容易地去除金属(例示:排泄物所含有的源自人体的物质)。进而,在本方法中,在灭活工序S30之后去除使用过的高吸水性聚合物的柠檬酸(柠檬酸去除工序S32)。因此,能够大幅抑制在再生高吸水性聚合物中残存柠檬酸这样的螯合剂。由此,能够得到纯度更高的再生高吸水性聚合物。特别是,由于在再生高吸水性聚合物中几乎不残存螯合剂,因此在将未使用的高吸水性聚合物作为高吸水性聚合物的原料的一部分进行再利用的方法中,在进行水溶液聚合、交联等的情况下,能够大幅抑制螯合剂阻碍交联反应。
在本实施方式中,作为优选的形态,作为柠檬酸的去除(柠檬酸去除工序S32),利用不与金属离子形成螯合结构的去除用的酸、与水具有混合性的有机溶剂或者它们的水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行处理(去除处理工序S40)。由此,能够利用酸或者有机溶剂对使用过的高吸水性聚合物进行脱水,同时冲洗使用过的高吸水性聚合物的表面的柠檬酸。因而,能够更大幅度地抑制在再生高吸水性聚合物中残存有柠檬酸这样的螯合剂。
在另一实施方式中,作为去除处理工序S40,在氧化剂处理工序S31中或者之后,利用去除用的酸或者其水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行处理(酸工序)。由此,能够从使用过的高吸水性聚合物去除柠檬酸,同时使使用过的高吸水性聚合物更加脱水。因而,能够更容易地执行之后的干燥工序S33,从而能够高效地得到纯度高的再生高吸水性聚合物。
在另一实施方式中,在去除处理工序S40(酸工序)中使用的去除用的酸是不具有羧基的酸或者在1分子中具有1个羧基的酸。因此,在去除处理工序中,能够更可靠地从使用过的高吸水性聚合物中去除柠檬酸,同时使使用过的高吸水性聚合物更加脱水。
在本实施方式中,作为优选的形态,作为去除处理工序S40,在氧化剂处理工序S31之后、干燥工序S33之前,利用有机溶剂的水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行处理(有机溶剂工序)。由此,能够从使用过的高吸水性聚合物去除柠檬酸,同时使使用过的高吸水性聚合物更加脱水。因而,能够更容易地执行之后的干燥工序S33,由此,能够高效地得到纯度高的再生高吸水性聚合物。
在另一实施方式中,在去除处理工序S40(有机溶剂工序)中,利用含有碱金属离子供给源的有机溶剂的水溶液对使用过的高吸水性聚合物进行处理。由此,能够从使用过的高吸水性聚合物去除柠檬酸,一边脱水一边利用碱金属离子中和使用过的高吸水性聚合物。因而,例如,能够在制造高吸水性聚合物时,使用再生高吸水性聚合物作为中和完毕的纯度高的原料。
在另一实施方式中,碱金属离子供给源是碱金属的氢氧化物,或者是碱金属的氢氧化物与酸解离常数比高吸水性聚合物的酸基的酸解离常数大的酸的盐。因此,能够更可靠地利用碱金属离子中和使用过的高吸水性聚合物。
在本实施方式中,作为优选的形态,在氧化剂处理工序S31中,利用作为氧化剂的含有臭氧的水或者过氧化氢溶液对使用过的高吸水性聚合物进行处理。由此,能够更容易地去除源自使用过的卫生用品的再生高吸水性聚合物所具有的杂质(例示:臭气物质、有色物质、杂菌),即,能够更容易地进行脱臭、脱色、除菌。由此,能够得到纯度更高的再生高吸水性聚合物。
另外,在本实施方式的源自使用过的卫生用品(例示:吸收性物品)的再生高吸水性聚合物中,灰分的含量为35质量%以下,通过倾注培养法检测出的普通活菌数为检测极限以下。即,再生高吸水性聚合物的纯度变高。因此,通过将这样的再生高吸水性聚合物在用于高吸水性聚合物制造的水溶液聚合或者交联中混入到原料和半成品中的至少一者,能够形成纯度高的优质的高吸水性聚合物。
接下来,对使用由源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物再生的、作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物来制造高吸水性聚合物的方法进行说明。
高吸水性聚合物中的聚丙烯酸盐系的高吸水性聚合物例如通过水溶液聚合法形成。水溶液聚合法例如可列举出以下的(1)和(2)的方法(非专利文献1)。
(1)使丙烯酸(原料)在水溶液中聚合和交联(聚合引发剂和交联剂),形成聚丙烯酸交联体(半成品),之后中和聚丙烯酸交联体,由此形成聚丙烯酸钠交联体,即高吸水性聚合物。优选的是,之后利用表面交联剂对所形成的高吸水性聚合物进行表面交联。在该情况下,表面交联之前的高吸水性聚合物能够称为半成品。
(2)中和丙烯酸(原料)而形成丙烯酸钠(半成品),之后,在水溶液中对丙烯酸钠进行聚合和交联(聚合引发剂和交联剂),由此形成聚丙烯酸钠交联体,即高吸水性聚合物。优选的是,之后,利用表面交联剂对所形成的高吸水性聚合物进行表面交联。在该情况下,表面交联之前的高吸水性聚合物也能够称为半成品。
在此,在(1)的方法中,通过在丙烯酸(原料)和聚丙烯酸交联体(半成品)中的至少一者中混入上述未进行再活化(中和)的再生高吸水性聚合物,能够使用再生高吸水性聚合物制造高吸水性聚合物。另外,通过在表面交联之前的高吸水性聚合物(半成品)中混入上述的再活化(中和)的再生高吸水性聚合物,能够使用再生高吸水性聚合物制造高吸水性聚合物。
另外,在(2)的方法中,通过在丙烯酸(原料)中混入上述未进行再活化(中和)的再生高吸水性聚合物,能够使用再生高吸水性聚合物制造高吸水性聚合物。另外,通过在丙烯酸钠(半成品)、表面交联之前的高吸水性聚合物(半成品)中混入上述的再活化(中和)的再生高吸水性聚合物,能够使用再生高吸水性聚合物制造高吸水性聚合物。
或者,通过将上述未进行再活化(中和)的再生高吸水性聚合物和/或进行了再活化(中和)的再生高吸水性聚合物作为专利文献2~4的微粉、细粒或者吸水性树脂(原料)混入,能够使用再生高吸水性聚合物制造高吸水性聚合物。
在这些使用再生高吸水性聚合物制造高吸水性聚合物的方法中,将源自使用过的卫生用品(例示:吸收性物品)的再生高吸水性聚合物混入到原料和半成品中的至少一者中,通过水溶液聚合或者交联,制造高吸水性聚合物。此时,再生高吸水性聚合物通过上述的再生高吸水性聚合物的制造方法来制造,因此其纯度变高。所以,在本方法中,即使使用上述再生高吸水性聚合物,也能够形成纯度高的优质的高吸水性聚合物。
需要说明的是,在本实施方式的制造源自使用过的卫生用品(例示:吸收性物品)的再生高吸水性聚合物的方法中,对于从使用过的卫生用品取出高吸水性聚合物的方法,没有特别限制,能够采用任意的方法。作为这样的方法,例如参照图3和图4说明以下所示的方法。
图3是表示本实施方式的从使用过的吸收性物品分离材料的系统100的一例的框图。系统100具备从使用过的吸收性物品分离膜·无纺布等、高吸水性聚合物(SAP)以及浆粕纤维的分离装置10。另一方面,图4是表示本实施方式的从使用过的吸收性物品分离材料的方法的一例的流程图。该方法包括从使用过的吸收性物品分离膜·无纺布等、高吸水性聚合物(SAP)以及浆粕纤维的分离工序S10。另外,如图3所示,分离装置10具备破袋装置11~第4分离装置20,与此相对应地,如图4所示,分离工序S10包括开孔工序S11~第4分离工序S20。以下,对各工序具体进行说明。
需要说明的是,在本实施方式中,为了再利用(再循环),而从外部回收·获取使用过的吸收性物品来使用。此时,将数个使用过的吸收性物品以排泄物、菌类、臭气不会向外部泄漏的方式封入到收集袋中。收集袋内的各个使用过的吸收性物品例如在以使排泄物、菌类不暴露在表面侧、臭气不向周围扩散的方式使排泄有排泄物的表面片处于内侧、主要呈卷起来的状态或折叠的状态被回收等。
开孔工序S11由破袋装置11执行。破袋装置11具备贮存含有灭活剂的灭活水溶液的溶液槽以及在溶液槽内旋转的破袋刀。破袋装置11在灭活水溶液中利用破袋刀对向溶液槽内投入的收集袋进行开孔。由此,生成灭活水溶液从孔浸入了的收集袋与灭活水溶液的混合液91。灭活水溶液将收集袋内的使用过的吸收性物品的高吸水性聚合物灭活。以下,以使用酸性水溶液作为灭活水溶液的情况为例进行说明。
破碎工序S12由破碎装置12执行。破碎装置12具备双轴破碎机(例示:双轴旋转式破碎机等)。破碎装置12将包含混合液91的使用过的吸收性物品的收集袋连同收集袋一起破碎。由此,生成具有酸性水溶液和包含使用过的吸收性物品的收集袋的破碎物的混合液92,并且,将使用过的吸收性物品的几乎所有高吸水性聚合物灭活。其中,破碎物包括浆粕纤维及高吸水性聚合物以及其他材料(膜、无纺布、收集袋等)。
第1分离工序S13由第1分离装置13执行。第1分离装置13具备具有作为清洗槽兼筛分槽发挥功能的搅拌分离槽的碎浆分离机。第1分离装置13一边搅拌混合液92,从破碎物去除排泄物等,一边从混合液92将浆粕纤维、高吸水性聚合物、排泄物以及酸性水溶液分离。由此,生成含有浆粕纤维、高吸水性聚合物、排泄物以及酸性水溶液的混合液93,并且,回收使用过的吸收性物品的膜、无纺布、收集袋的原材料等。
需要说明的是,开孔工序S11和破碎工序S12(破袋装置11和破碎装置12)在灭活水溶液中对使用过的吸收性物品进行处理,将该高吸水性聚合物灭活,因此可以说是灭活工序S30(灭活装置30)。另外,破碎装置12也可以不在灭活水溶液中将使用过的吸收性物品破碎,而是在气体中(例示:空气中)连同收集袋一起将使用过的吸收性物品破碎。在该情况下,不需要破袋装置11。在破碎之后,破碎装置12的破碎物和灭活水溶液被供给至第1分离装置13(第1分离工序S13),将高吸水性聚合物灭活。在该情况下,第1分离装置13(第1分离工序S13)可以说是灭活工序S30(灭活装置30)。
第1除尘工序S14由第1除尘装置14执行。第1除尘装置14具备筛网分离机,利用筛网将混合液93分离为酸性水溶液中的浆粕纤维、高吸水性聚合物以及排泄物和其他材料(异物)。由此,生成异物的量降低了的包含浆粕纤维、高吸水性聚合物、排泄物以及酸性水溶液的混合液94,并且,去除其他材料。
第2除尘工序S15由第2除尘装置15执行。第2除尘装置15具备筛网分离机,利用比第1除尘装置14细的筛网将混合液94分离为酸性水溶液中的浆粕纤维、高吸水性聚合物以及排泄物和其他材料(小异物)。由此,生成异物的量进一步降低了的包含浆粕纤维、高吸水性聚合物、排泄物以及酸性水溶液的混合液95,并且,进一步去除其他材料。
第3除尘工序S16由第3除尘装置16执行。第3除尘装置16具备旋风分离机,通过离心分离将混合液95分离为酸性水溶液中的浆粕纤维、高吸水性聚合物以及排泄物和其他材料(比重较重的异物)。由此,生成异物的量更加降低了的、包含浆粕纤维、高吸水性聚合物、排泄物以及酸性水溶液的混合液96,并且,去除比重较大的其他材料。
需要说明的是,根据混合液92等的状态(例示:异物的量、大小),也可以省略第1除尘装置14~第3除尘装置16中的至少一者。
第2分离工序S17由第2分离装置17执行。第2分离装置17具备滚筒筛网分离机,利用滚筒筛网将混合液96分离为酸性水溶液中的高吸水性聚合物和浆粕纤维。由此,生成含有高吸水性聚合物、排泄物以及酸性水溶液的混合液97,将浆粕纤维作为混合物98去除。
第3分离工序S18由第3分离装置18执行。第3分离装置18具备倾斜筛网,利用筛网将混合液97分离为包含高吸水性聚合物的固体和包含排泄物及酸性水溶液的液体。由此,生成高吸水性聚合物(SAP),并且,去除含有排泄物的酸性水溶液等。
氧化剂处理工序S19由氧化剂处理装置19执行。氧化剂处理装置19具备贮存氧化剂水溶液的处理槽和向处理槽内供给氧化剂的氧化剂供给装置。氧化剂处理装置19将混合物98从处理槽的上部或者下部投入到处理槽内,与处理槽内的氧化剂水溶液进行混合。然后,利用由氧化剂供给装置从处理槽的下部供给的氧化剂,在氧化剂水溶液中将浆粕纤维所含有的高吸水性聚合物分解,使其可溶于氧化剂水溶液。由此,生成具有去除了高吸水性聚合物的浆粕纤维和含有高吸水性聚合物的分解物的氧化剂水溶液的混合液99。氧化剂是能够分解高吸水性聚合物的氧化剂,例如可列举为臭氧,臭氧的杀菌力、漂白力都高,因此优选。
氧化剂水溶液中的臭氧浓度优选为1质量ppm~50质量ppm。若浓度过低,则无法使高吸水性聚合物完全增溶化,在浆粕纤维中有可能残留有高吸水性聚合物,若浓度过高,则有可能对浆粕纤维造成损伤。若氧化剂水溶液中的臭氧浓度越高,则利用臭氧的处理时间越短,若臭氧浓度越低,则利用臭氧的处理时间越长,典型地为5分钟~120分钟。氧化剂水溶液中的臭氧浓度(ppm)与处理时间(分钟)之积(以下,也称为“CT值”。)优选为100ppm·分钟~6000ppm·分钟。若CT值过小,则无法使高吸水性聚合物完全增溶化,若CT值过大,则有可能对浆粕纤维造成损伤。
第4分离工序S20由第4分离装置20执行。第4分离装置20具备筛网分离机,利用筛网将混合液99分离为浆粕纤维和氧化剂水溶液。由此,生成浆粕纤维,并且,去除含有高吸水性聚合物的分解物的氧化剂水溶液。
<灰分>
需要说明的是,灰分的测定方法如下所示。灰分是指有机质被灰化后残留的无机质或者不燃性残留物的量。灰分按照生理处理用品材料标准的“2.一般试验法”的“5.灰分试验法”来测定。即,灰分如下这样测定。预先将铂制、石英制或者磁制的坩埚在500℃~550℃灼热1小时,在放冷后,精密地称量其质量。采集试样2g~4g,放入坩埚,精密地称量其质量,根据需要取下坩埚的盖子或者挪动,最初进行弱加热,逐渐升高温度,在500℃~550℃灼热4小时以上,灰化至无碳化物残留。在放冷后,精密地称量其质量。再次将残留物灰化至恒量,放冷后,精密地称量其质量,作为灰分的量(质量%)。
<普通细菌的检测>
普通活菌能够通过倾注培养法来检测。作为普通活菌,例如可列举出蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、葡萄糖非发酵杆菌、气单胞菌等。通过倾注培养法检测不出上述细菌,由此,上述再生高吸水性聚合物难以引起菌血症、心内膜炎、呼吸道感染症、食物中毒、眼感染症等,使用者能够安心地使用上述再生高吸水性聚合物。
倾注培养法按以下的方式实施。
(1)在1升的烧杯中准备再生高吸水性聚合物的固体成分浓度为5.0质量%的水分散液500g。
在上述再生高吸水性聚合物以干燥状态存在的情况下,上述水分散液能够通过将再生高吸水性聚合物(以固体成分计为25.0g)与去离子水(总量为500.0g的量)混合而形成。然后,在上述再生高吸水性聚合物以水溶液存在的情况(例如,在再生高吸水性聚合物的制造方法中,将再生高吸水性聚合物作为水溶液回收的情况)且再生高吸水性聚合物的固体成分浓度为5.0质量%以上时,通过向该水溶液添加去离子水等,能够准备再生高吸水性聚合物的固体成分浓度为5.0质量%的水分散液。
而且,在上述再生高吸水性聚合物以水溶液存在的情况且再生高吸水性聚合物的固体成分浓度小于5.0质量%时,能够通过过滤而将再生高吸水性聚合物的固体成分浓度调整为5.0质量%,或者使用上述水溶液本身作为水分散液,增加后述的连续稀释样品的接种量(例如,在再生高吸水性聚合物的固体成分浓度为2.5质量%的情况下,将接种量设为2倍)。
(2)使用顶置式搅拌器,以300rpm的转速搅拌上述水分散液15分钟。
(3)将使用顶置式搅拌器搅拌的水分散液50mL放入带过滤器的灭菌袋(LMS株式会社制,均化器用带过滤器的灭菌袋),搅拌5分钟。
(4)将利用带过滤器的灭菌袋过滤了的过滤后的水分散液分注到灭菌的试验管,连续稀释10倍至10-9,分注到灭菌的试管,准备连续稀释样品。
(5)通过倾注培养法测定普通活菌数。
具体而言,向培养皿放入连续稀释样品1mL和标准琼脂培养基(日本制药制,普通活菌检查用396-00175SCD琼脂培养基“DAIGO”,15g~20g),在35℃下倾注培养48小时。
(6)作为普通活菌数,在培养后统计生长的菌落数。
需要说明的是,对于连续稀释10倍至10-9的全部连续稀释样品而言,在菌落数为零的情况下,判定为“检测不出”成为对象的细菌,即由倾注培养法检测到的普通活菌数为检测极限以下。换言之,普通活菌数为0cfu/g。
(7)当在培养后形成有肠内细菌或者普通活菌的菌落的情况下,能够鉴定细菌的种类。鉴定能够通过生化性状检查法来进行。
实施例
以下,基于实施例说明本发明,但本发明并不限定于实施例。
(1)关于氧化剂处理
对氧化剂处理的效果进行评价。
(a)试样
使用从实际使用的使用过的尿布分离的高吸水性聚合物(对应于分离工序S10)。该高吸水性聚合物大致为聚丙烯酸钠交联体。该分离出的高吸水性聚合物利用酸性水溶液(柠檬酸浓度1%)灭活(对应于灭活工序S30=对应于开孔工序S11+破碎工序S12)。
(b)评价方法
(i)在实施例的试样中,将从使用过的尿布分离的高吸水性聚合物(已灭活)1g在酸性条件下(柠檬酸浓度:质量1%)浸渍到具有该高吸水性聚合物的质量的10倍质量的臭氧水(臭氧浓度1ppm)中2分钟(对应于氧化剂处理工序S31)。另一方面,在比较例的试样中,没有将从使用过的尿布分离的高吸水性聚合物(已灭活)1g浸渍于臭氧水。
(ii)之后,将实施例的试样的高吸水性聚合物和比较例的试样的高吸水性聚合物均在含有甲醇和氢氧化钠的水溶液中进行处理(对应于柠檬酸去除工序S32)。由此,从各高吸水性聚合物去除柠檬酸,同时将各高吸水性聚合物脱水,再活化(中和)。
(iii)之后,将实施例的试样的高吸水性聚合物和比较例的试样的高吸水性聚合物均在105℃下干燥60分钟(对应于干燥工序S33)。
(iv)对于所得到的实施例的试样的高吸水性聚合物和比较例的试样的高吸水性聚合物,分别测定灰分和普通细菌的数量。在表1中示出评价结果。
(c)评价结果
实施例的试样的高吸水性聚合物的灰分为30.3质量%,与比较例的试样的高吸水性聚合物的灰分的40.9质量%相比,降低了约10质量%,与制造后未使用的一般的高吸水性聚合物(聚丙烯酸钠交联体)的内部所含有的灰分的量(约30质量%)大致相同。因而可知,在实施例的试样的高吸水性聚合物的表面几乎不存在成为灰分的物质(1质量%以下)。即,作为高吸水性聚合物的表面的成为灰分的物质,考虑到源自排泄物的无机物、原本附着于表面的二氧化硅等,因此可知在实施例的试样的高吸水性聚合物的表面几乎不存在源自排泄物的无机物、二氧化硅。换言之,在实施例的试样中,可以说,高吸水性聚合物的表面的灰分为1质量%以下。进而,实施例的试样的高吸水性聚合物的普通细菌的数量为检测极限以下(0(零)cfu/g),与作为比较例的试样的高吸水性聚合物的普通细菌的数量的3400cfu/g相比,显示出极低的值。由此可知,实施例的试样的高吸水性聚合物、即再生高吸水性聚合物的纯度非常高。
[表1]
灰分(质量%) | 普通菌数(cfu/g) | |
实施例 | 30.3 | 0 |
比较例 | 40.9 | 3400 |
本发明的吸收性物品并不限于上述各实施方式,能够在不脱离本发明的目的、宗旨的范围内适当进行组合、变更等。
附图标记说明
S30 灭活工序
S31 氧化剂处理工序
S33 干燥工序
Claims (12)
1.一种从源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物制造作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物的方法,其中,
该方法包括:
灭活工序,利用酸性溶液将所述使用过的高吸水性聚合物灭活;
氧化剂处理工序,在酸性条件下利用氧化剂对由所述酸性溶液灭活后的所述使用过的高吸水性聚合物进行处理;以及
干燥工序,对由所述氧化剂处理后的所述使用过的高吸水性聚合物进行干燥,生成所述再生高吸水性聚合物。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,
在所述干燥工序之后还包括异物分离工序:从所述再生高吸水性聚合物分离异物。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,
所述酸性溶液是含有柠檬酸的溶液,
在所述灭活工序之后、所述干燥工序之前还包括柠檬酸去除工序:去除所述使用过的高吸水性聚合物的所述柠檬酸。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,
所述柠檬酸去除工序包括去除处理工序:利用作为不与金属离子形成螯合结构的酸的去除用的酸、与水具有混合性的有机溶剂或者它们的水溶液对所述使用过的高吸水性聚合物进行处理。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,
所述去除处理工序包括酸工序:在所述氧化剂处理工序中或者之后,利用所述去除用的酸或者其水溶液对所述使用过的高吸水性聚合物进行处理。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其中,
所述去除用的酸是不具有羧基的酸或者在1分子中具有1个羧基的酸。
7.根据权利要求4~6中任一项所述的方法,其中,
所述去除处理工序包括有机溶剂工序:在所述氧化剂处理工序之后、所述干燥工序之前,利用所述有机溶剂的水溶液对所述使用过的高吸水性聚合物进行处理。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,
所述有机溶剂工序包括:利用含有能够供给碱金属离子的碱金属离子供给源的所述有机溶剂的水溶液对所述使用过的高吸水性聚合物进行处理的工序。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,
所述碱金属离子供给源是碱金属的氢氧化物,或者是碱金属的氢氧化物与酸解离常数比所述高吸水性聚合物的酸基的酸解离常数大的酸的盐。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的方法,其中,
在所述氧化剂处理工序中,所述氧化剂具有含有臭氧的水或者过氧化氢溶液。
11.一种使用从源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物再生的、作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物来制造高吸水性聚合物的方法,其中,
该方法包括如下工序:
通过权利要求1~10中任一项所述的方法制造所述再生高吸水性聚合物;以及
在用于制造所述高吸水性聚合物的水溶液聚合或者交联中,在所述制造用的原料和半成品中的至少一者中混入所述再生高吸水性聚合物,执行所述水溶液聚合或者所述交联。
12.一种再生高吸水性聚合物,其是从源自使用过的卫生用品的使用过的高吸水性聚合物再生的、作为高吸水性聚合物制造用的原料的再生高吸水性聚合物,其中,
灰分的含量为35质量%以下,通过倾注培养法检测出的普通活菌数为检测极限以下。
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