JP2019108639A - リサイクルパルプ繊維の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む使用済み衛生用品からパルプ繊維を回収し、衛生用品として再利用可能なリサイクルパルプを製造する方法であって、該方法が、使用済み衛生用品を、多価金属イオンを含む水溶液またはpHが2.5以下の酸性水溶液中で、使用済み衛生用品に物理的な力を作用させることによって、使用済み衛生物品をパルプ繊維とその他の素材に分解する工程、分解工程において生成したパルプ繊維とその他の素材の混合物からパルプ繊維を分離する工程、および分離されたパルプ繊維をpHが2.5以下のオゾン含有水溶液で処理する工程を含むことを特徴とする方法が開示されている。
従って、本開示は、オゾン発生装置等の機械的な設備を必要とせず、高吸水性ポリマー量の少ないリサイクルパルプ繊維を簡易に得ることができる、リサイクルパルプ繊維の製造方法を提供することを目的とする。
・高吸水性ポリマーに関する「不活化」
本明細書において、高吸水性ポリマー(Super Absorbent Polymer,SAP)に関する「不活化」は、排泄物等を保持している高吸水性ポリマーが、好ましくは50倍以下、より好ましくは30倍以下、そしてさらに好ましくは25倍以下の吸収倍率を有するように調整すること、例えば、保持している排泄物を放出させること、酸含有水溶液の吸収を抑制すること等を意味する。
(1)不活化した高吸水性ポリマーを、メッシュに入れて5分間吊るし、それらの表面に付着した水分を除去し、その乾燥前質量:m1(g)を測定する。
(2)不活化した高吸水性ポリマーを、120℃で10分間乾燥し、その乾燥後質量:m2(g)を測定する。
(3)吸収倍率(g/g)を、次の式:
吸収倍率(g/g)=m1/m2
により算出する。
[態様1]
パルプ繊維及び高吸水性ポリマーを含む、使用済の衛生用品からリサイクルパルプ繊維を製造する方法であって、
上記パルプ繊維と、酸基を有する高吸水性ポリマーとを含む、上記衛生用品を構成する衛生用品構成資材を、酸を含む酸含有水溶液に浸漬し、上記高吸水性ポリマーを不活化する不活化ステップ、
上記不活化ステップを経た上記酸含有水溶液に、酸と反応して二酸化塩素を発生しうる二酸化塩素発生材料を添加することにより、二酸化塩素を発生させ、当該二酸化塩素を用いて、不活化された上記高吸水性ポリマーを分解する高吸水性ポリマー分解ステップ、
上記高吸水性ポリマー分解ステップを経た上記酸含有水溶液から、上記リサイクルパルプ繊維を回収するリサイクルパルプ繊維回収ステップ、
を含むことを特徴とする上記方法。
上記不活化ステップにおいて、上記酸含有水溶液に、酸と反応して二酸化塩素を発生しうる二酸化塩素発生材料を添加し、二酸化塩素を発生させ、当該二酸化塩素を用いて上記パルプ繊維を殺菌する、態様1に記載の方法。
上記不活化ステップにおいて、上記高吸水性ポリマー分解ステップにおける上記二酸化塩素の濃度よりも低濃度の上記二酸化塩素を発生させる、態様2に記載の方法。
また、衛生用品構成資材が、後述する非特定資材を含む場合には、二酸化塩素が、非特定資材を酸化することに消費されることを抑制することができる。
上記不活化ステップにおいて、上記酸含有水溶液を、5〜30℃の温度に保持する、請求項3に記載の方法。
上記高吸水性ポリマー分解ステップにおいて、上記酸含有水溶液を、40℃以上且つ100℃未満の温度で保持する、態様3又は4に記載の方法。
上記衛生用品構成資材が上記衛生用品であり、上記不活化ステップの後且つ上記高吸水性ポリマー分解ステップの前に、上記衛生用品構成資材のうち上記パルプ繊維及び高吸水性ポリマーを除くものを除去する除去ステップをさらに含む、態様1〜5のいずれか一項に記載の方法。
本開示のパルプ繊維及び高吸水性ポリマーを含む、使用済の衛生用品からリサイクルパルプ繊維を製造する方法(以下、「リサイクルパルプ繊維の製造方法」、「本開示の製造方法」等と称する場合がある)は、以下のステップを含む。
・上記パルプ繊維と、酸基を有する高吸水性ポリマーとを含む、上記衛生用品を構成する衛生用品構成資材を、酸を含む酸含有水溶液に浸漬し、上記高吸水性ポリマーを不活化する不活化ステップ(以下、「不活化ステップ」と称する場合がある)
・上記不活化ステップを経た上記酸含有水溶液に、酸と反応して二酸化塩素を発生しうる二酸化塩素発生材料を添加することにより、二酸化塩素を発生させ、当該二酸化塩素を用いて、不活化された上記高吸水性ポリマーを分解する高吸水性ポリマー分解ステップ(以下、「高吸水性ポリマー分解ステップ」と称する場合がある)
・上記高吸水性ポリマー分解ステップを経た上記酸含有水溶液から、上記リサイクルパルプ繊維を回収するリサイクルパルプ繊維回収ステップ(以下、「リサイクルパルプ繊維回収ステップ」と称する場合がある)
不活化ステップでは、パルプ繊維と、酸基を有する高吸水性ポリマーとを含む衛生用品構成資材を、酸を含む酸含有水溶液に浸漬し、上記高吸水性ポリマーを不活化する。
なお、上述の所定のpHは、25℃における値を意味する。上述の所定のpHは、例えば、株式会社堀場製作所製のtwin pHメーター AS−711を用いて測定することができる。
本開示の製造方法では、上記所定のpHを、高吸水性ポリマー不活化ステップの終了時点で満たすことが好ましい。高吸水性ポリマーを不活化させ続ける観点からである。
カルボキシル基を含む高吸水性ポリマーとしては、例えば、ポリアクリル酸塩系、ポリ無水マレイン酸塩系のものが挙げられ、スルホ基等を含む高吸水性ポリマーとしては、ポリスルホン酸塩系のものが挙げられる。
電気化学便覧によると、主要な化合物の酸解離常数(pka,水中,25℃)は、以下の通りである。
[有機酸]
・酒石酸:2.99(pKa1),4.44(pKa2)
・リンゴ酸:3.24(pKa1),4.71(pKa2)
・クエン酸:2.87(pKa1),4.35(pKa2),5.69(pKa3)
[無機酸]
・硫酸:1.99
上記衛生用品としては、例えば、液透過性シートと、液不透過性シートと、それらの間の吸収体(吸収コア及びコアラップ)とを含むものが例示される。
なお、上記除去ステップでは、非特定資材の全部を除去してもよく、そして非特定資材の一部を除去してもよい。
具体的には、不活化ステップにおいて、酸含有水溶液に二酸化塩素発生材料を添加しない場合には、不活化ステップにおける酸含有水溶液の温度は、好ましくは室温よりも高温、より好ましくは60〜100℃、さらに好ましくは70〜95℃、そしてさらにいっそう好ましくは80〜90℃に保持する。そうすることにより、酸含有水溶液に含まれる酸により、酸含有水溶液に含まれる、排泄物等に由来する菌を殺菌しやすくなる。
高吸水性ポリマー分解ステップでは、不活化ステップを経た酸含有水溶液に、酸と反応して二酸化塩素を発生しうる二酸化塩素発生材料を添加することにより、二酸化塩素を発生させ、当該二酸化塩素を用いて、不活化された高吸水性ポリマーを分解する。
なお、上記乾燥質量は、高吸水性ポリマーを、70℃で24時間分間乾燥した後の質量を意味する。
リサイクルパルプ繊維回収ステップでは、高吸水性ポリマー分解ステップを経た酸含有水溶液から、リサイクルパルプ繊維を回収する。
リサイクルパルプ繊維の回収は、固液分離可能な装置であれば、特に制限なく用いることができ、固液分離可能な装置としては、例えば、ロータリードラムスクリーン、傾斜スクリーン、振動スクリーン等が挙げられる。
システム1は、破袋装置11と、破砕装置12と、第1分離装置13と、第1除塵装置14と、第2除塵装置15と、第3除塵装置16と、二酸化塩素処理装置17と、第2分離装置18とを備える。
なお、酸含有水溶液のpHは、高吸水性ポリマーの比重及び大きさと、パルプ繊維の比重及び大きさとが所定の範囲内にあるように調整されている。
[実施例1]
ポリアクリル酸系の高吸水性ポリマー(住友精化社製、アクアキープ、未使用品)を、70℃で24時間乾燥し、高吸水性ポリマーの乾燥質量:m3(g)を測定した。
温度:25±5℃及び湿度:65±5%RHの恒温恒湿室において、初期質量:m0(g)の高吸水性ポリマーを、質量比で150倍量の生理食塩水に10分間浸漬した。
浸漬後、高吸水性ポリマーの浸漬後質量:m4(g)を測定したところ、生理食塩水の吸収倍率は、86.6(g/g)(=m4/m3)であった。
ビーカーの内容物の温度を60℃に保持した以外は、実施例1と同様にして、高吸水性ポリマーを分解させたところ、撹拌開始から5時間後(亜硝酸ナトリウム2.0g及び氷酢酸:0.4mL×4回添加)、高吸水性ポリマーの残存率は44質量%であった。
(1)試験終了後のビーカーの内容物を、メッシュ(株式会社NBCメッシュテック製,250メッシュナイロンネット)に入れて5分間吊るし、それらの表面に付着した水分を除去する。
(2)メッシュ上の高吸水性ポリマーを、70℃で24時間分間乾燥し、その試験後乾燥質量:m2(g)を測定する。
(3)残存率(質量%)を、次の式:
残存率(質量%)=100×m2/1.0
により算出する。
ビーカーの内容物の温度を40℃に保持した以外は、実施例1と同様にして、高吸水性ポリマーを分解させたところ、撹拌開始から5時間後(亜硝酸ナトリウム2.0g及び氷酢酸:0.4mL×4回添加)、高吸水性ポリマーの残存率は68質量%であった。
11 破袋装置
12 破砕装置
13 第1分離装置
14 第1除塵装置
15 第2除塵装置
16 第3除塵装置
17 二酸化塩素処理装置
18 第2分離装置
91 使用済の衛生用品を含み、開孔部を有する収集袋
92 破砕物を含む酸含有水溶液
93 異物が除去された酸含有水溶液
94 異物がより除去された酸含有水溶液
95 異物がさらに除去された酸含有水溶液
96 異物がさらにいっそう除去された酸含有水溶液
97 リサイクルパルプ繊維を含む酸含有水溶液
S1 不活化ステップ
S2 除去ステップ
S3 高吸水性ポリマー分解ステップ
S4 リサイクルパルプ繊維回収ステップ
P11 開孔部形成工程
P12 破砕工程
P13 第1分離工程
P14 第1除塵工程
P15 第2除塵工程
P16 第3除塵工程
P17 二酸化塩素処理工程
P18 第2分離工程
Claims (6)
- パルプ繊維及び高吸水性ポリマーを含む、使用済の衛生用品からリサイクルパルプ繊維を製造する方法であって、
前記パルプ繊維と、酸基を有する高吸水性ポリマーとを含む、前記衛生用品を構成する衛生用品構成資材を、酸を含む酸含有水溶液に浸漬し、前記高吸水性ポリマーを不活化する不活化ステップ、
前記不活化ステップを経た前記酸含有水溶液に、酸と反応して二酸化塩素を発生しうる二酸化塩素発生材料を添加することにより、二酸化塩素を発生させ、当該二酸化塩素を用いて、不活化された前記高吸水性ポリマーを分解する高吸水性ポリマー分解ステップ、
前記高吸水性ポリマー分解ステップを経た前記酸含有水溶液から、前記リサイクルパルプ繊維を回収するリサイクルパルプ繊維回収ステップ、
を含むことを特徴とする前記方法。 - 前記不活化ステップにおいて、前記酸含有水溶液に、酸と反応して二酸化塩素を発生しうる二酸化塩素発生材料を添加し、二酸化塩素を発生させ、当該二酸化塩素を用いて前記パルプ繊維を殺菌する、請求項1に記載の方法。
- 前記不活化ステップにおいて、前記高吸水性ポリマー分解ステップにおける前記二酸化塩素の濃度よりも低濃度の前記二酸化塩素を発生させる、請求項2に記載の方法。
- 前記不活化ステップにおいて、前記酸含有水溶液を、5〜30℃の温度に保持する、請求項3に記載の方法。
- 前記高吸水性ポリマー分解ステップにおいて、前記酸含有水溶液を、40℃以上且つ100℃未満の温度に保持する、請求項3又は4に記載の方法。
- 前記衛生用品構成資材が前記衛生用品であり、前記不活化ステップの後且つ前記高吸水性ポリマー分解ステップの前に、前記衛生用品構成資材のうち前記パルプ繊維及び高吸水性ポリマーを除くものを除去する除去ステップをさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
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