JP2019536606A - 使用済みの吸収性衛生製品からプラスチックおよびセルロースを分離するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

使用済みの吸収性衛生製品からプラスチックおよびセルロースを分離するための方法であって、使用済みの吸収性衛生製品の一連のバッチを少なくとも１つの回転式オートクレーブ（１８）において滅菌する段階と、滅菌された上記吸収性衛生製品を破砕して、プラスチックとセルロースとを含む滅菌および破砕された材料を得る段階と、上記プラスチックと上記セルロースとを含む滅菌および破砕された上記材料を乾燥させる段階と、少なくとも１つの遠心分離機（６６）において、滅菌され、破砕され、かつ、乾燥させられた上記材料から上記プラスチックと上記セルロースとを分離する段階と、を備える方法。

Description

本発明は、使用済みの吸収性衛生製品のリサイクルに関する。「吸収性衛生製品」という用語は概して、赤ちゃん用おむつ、成人用失禁パッド、衛生タオル、ベッドライニングなど、使い捨ての吸収性製品を指す。

本発明は具体的には、使用済みの吸収性衛生製品からプラスチックおよびセルロースを分離するための方法および装置に関する。

使い捨て吸収性衛生製品は概して、プラスチック材料の非浸透性シート、セルロース軟毛で形成された吸収性要素、高吸収性ポリマー、不織布の浸透性シート、弾性要素等を含むいくつかの材料から成る。吸収性衛生製品のリサイクルは、典型的にはプラスチックおよびセルロースである主生成物の分離から成る。

吸収性衛生製品をリサイクルするための方法および装置は、それらが製造後の吸収性衛生製品または使用済みの吸収性衛生製品を処理することが意図されているかどうかに応じて、２つのカテゴリに分類される。

製造後の吸収性衛生製品は、製造方法の廃棄物である。製造後の吸収性衛生製品からのプラスチックおよびセルロースの分離は典型的には、製造後の吸収性衛生製品を破砕し、破砕された材料からプラスチックおよびセルロースを遠心分離することにより実現される。プラスチックおよびセルロースを分離するために用いられる遠心分離機は、穿孔されたドラムと、穿孔されたドラム内で回転するロータとを備え、破砕された塊を径方向外側に放出する。セルロース繊維は、穿孔されたドラムの外で収集され、プラスチック材料は、穿孔されたドラム内に留り、ロータの回転により生じる空気流により軸方向に抽出される。製造後の吸収性衛生製品からプラスチックおよびセルロースを分離する方法の例が、米国特許公報第９３９３５４６号において説明されている。

製造後の吸収性衛生製品からプラスチックおよびセルロースを分離するために用いられる装置は、使用済みの吸収性衛生製品を処理するために用いられ得ない。なぜなら、使用済みの吸収性衛生製品は、有機排出物、細菌を含有しており、水分含有率が高いからである。使用済みの吸収性衛生製品のリサイクルには、細菌を除去するための滅菌段階が必要である。

使用済みの吸収性衛生製品からプラスチックおよびセルロースを分離するための方法が知られている。それらは、使用済みの吸収性衛生製品を水、アルカリおよびセッケンにおいて洗浄し、洗浄中にプラスチックからセルロースを分離することを伴う。このリサイクル技術の例が、国際公開第９４／２０６６８号および国際公開第９６／２７０４５号において説明されている。

米国特許第５２９２０７５号は、使用済みの吸収性衛生製品が予め破砕される方法を説明している。破砕された材料は、洗浄機において洗浄される。洗浄機は、その内部でプラスチック材料を保持する穿孔された円筒ドラムを備える。セルロースパルプを含むこの液体は、穿孔された円筒ドラムの外で収集された後に脱水される。

同じ出願人による欧州特許出願公開第２５９６８１０号は、使用済みの吸収性衛生製品を滅菌するための回転式オートクレーブを説明している。オートクレーブには、予め破砕されていない使用済みの吸収性衛生製品が積まれる。滅菌された製品の積載分を含むオートクレーブは、閉じられてから、オートクレーブの壁を循環する非接触蒸気と、製品に直接接触する触接触蒸気とにより、滅菌温度まで加熱される。

本発明は、従来技術によるシステムよりも効率的である、使用済みの吸収性衛生製品のプラスチックおよびセルロースを分離するための方法および装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、この目的は、特許請求の範囲の主題を形成する特性を有する方法および装置により実現される。特許請求の範囲は、本発明に関し、ここに提供される開示の不可欠な部分を形成する。

ここで、純粋に非限定的な例として与えられる添付図面を参照して、本発明が詳細に説明される。
本発明による装置の平面図である。 図１において矢印ＩＩにより示される回転式オートクレーブの縦断面図である。 図２の拡大詳細図である。 図１において矢印ＩＩＩにより示される破砕機の斜視図である。 図１において矢印ＩＶにより示される乾燥機ユニットの概略側面図である。 図１において矢印Ｖにより示される遠心分離機の概略側面図である。

図１は、使用済みの吸収性衛生物品からプラスチックおよびセルロースを分離するための装置１０を示す。

装置１０は、貯蔵コンテナ１２を備える。貯蔵コンテナ１２には、リサイクル収集から使用済みの吸収性衛生製品が収集される。ごみ収集車が使用済みの吸収性衛生製品を排出エリア１４へ排出し、コンベア１６が使用済みの吸収性衛生製品を貯蔵コンテナ１２へと積んでいく。使用済みの吸収性衛生製品は、約１５０〜３００ｋｇ／ｍ^３の密度および約６５〜８０％の水分含有率を有する。

装置１０は、使用済みの吸収性衛生製品を滅菌するための少なくとも１つの回転式オートクレーブ１８を備える。図２を参照すると、回転式オートクレーブ１８は、横軸Ａに沿って延伸し、回転支持体２１により軸Ａの周りを回転可能な方式で支持された円筒体１９を備える。回転式オートクレーブ１８は、製品の積み降ろしのために開放され得るドア２０を有する。オートクレーブ１８の内壁には、円筒体１９に固定されたらせん状の突出するリブ２２がある。図２Ａに詳細に示されるように、本体１９およびらせん状リブ２２はそれぞれ、蒸気を循環させるためのチャンバ２４、２６を有する。本体１９には、オートクレーブ１８のチャンバ２４、２６に蒸気を供給するための回転式マニホールド（不図示）が設けられている。また、回転式マニホールドにより、円筒体１９内で蒸気を直接噴射することが可能になる。また、回転式マニホールドには、円筒体１９内から空気および蒸気を排出し、チャンバ２４、２６から凝結物を抽出するための溝が設けられている。

図１に示される例では、装置１０は、貯蔵コンテナ１２から来た使用済みの吸収性衛生製品が交互に積まれる２つのオートクレーブ１８を備える。コンベア２８が、貯蔵コンテナ１２から製品を取り出し、それらをオートクレーブ１８へ向けて運ぶ。２つのローダ３０は、製品をそれぞれのオートクレーブ１８に積む。製品の積載中、ドア２０は、開放されて本体１９から分離され、円筒体１９は、軸Ａの周りを回転することで、製品を後方に向かって漸進的に移動させる。いったん積載が完了すると、ドア２０は閉じられ、オートクレーブ１８は、温度約１３０℃および内圧約２．５バールに達するまで、蒸気を直接かつ間接的に供給することにより加熱および加圧される。滅菌処理中、オートクレーブ１８は、軸Ａの周りを時計回りおよび反時計回りで交互に回転させられる。滅菌処理には、製品の温度を、細菌を完全に滅菌するための温度である１２１℃より上にするという目的がある。

滅菌処理の終了時点で、オートクレーブ１８内に含まれる蒸気が、抽出され、スクラバー３４において精製される。次に、ドア２０が開放され、本体１９が回転させられることで、製品が排出される。らせん状リブ２２は、積み／降ろし用開口へ向けて製品を軸Ａの方向に動かすスクリューのように動作する。オートクレーブ１８を出た滅菌された材料は、貯蔵容器３２に収集される。

オートクレーブ１８における製品の滅菌処理は、バッチタイプである。図１の例では、交互に入れ替わる方式で動作する２つのオートクレーブ１８が提供される。第１のオートクレーブ１８が滅菌処理を実行している間、他方のオートクレーブ１８は、滅菌された材料を降ろす動作と、新しいバッチを積む動作とを実行する。この態様で、滅菌された材料の本質的に連続した流れをオートクレーブ１８の下流で得ることができる。

オートクレーブ１８を出た滅菌された材料は、約３００〜４００ｋｇ／ｍ^３の密度、８０〜１００℃の温度および約７０〜８５％の水分含有率を有する。

滅菌された材料は、コンベアベルト３８により、貯蔵容器３２から破砕機３６へ送られる。図３は、滅菌された使用済みの吸収性衛生製品を破砕するために用いられ得る破砕機３６の例を示す。破砕機３６は、モータ４２により駆動される２つのロータ４０を備える。ロータ４０には、材料の破砕を行う歯が設けられる。破砕機３６の排出口において、材料は、約４００〜５００ｋｇ／ｍ^３の密度、約７５〜９５℃の温度および約７０〜８５％の水分含有率を有する。

図１および図４を参照すると、破砕機３６を出た滅菌および破砕された材料は、コンベア４４により乾燥機４２へ送られる。乾燥機４２は、筐体４６を備える。筐体４６内では、水平な穿孔されたコンベア４８が、収容され、反対方向に交互に駆動され、鉛直に重ね合わされている。コンベア４４は、材料を上側コンベア４８上へ積載する。水平なコンベア４８の各々の排出口において、材料は、下に位置するコンベア上へ落下する。材料が水平に運ばれ、１つのコンベアから下に位置するコンベアを順次通過する間、加熱された空気流が、筐体４６の下から上方へ通過する。空気流は、穿孔されたコンベア４８と、それらの上に位置する材料とを通過する。空気流は、フィルタ５２に接続されたファン５０により生じ、蒸気が供給される熱交換器５４のバッテリにおいて加熱される。熱交換器４２を出た空気流は、第２のファン５６により吸引され、凝結排出デバイス５８およびスクラバー６０へ送られる。乾燥機４２の排出口において、材料は、コンベアベルト６２上へ降ろされる。乾燥機４２には、材料の加熱を加速させて乾燥効果を上げるための、上側コンベア４８に対向するマイクロ波生成器が設けられ得る。乾燥機の引入口における材料は、約７０〜９０℃の温度を有する。乾燥機４２内部の乾燥空気の温度は、約１４０℃である。乾燥機４２の排出口における製品は、約５０−７０℃の温度、約３５〜５０ｋｇ／ｍ^３の密度および約５〜２０％の湿度を有する。

乾燥機４２の下流で、滅菌され、破砕され、かつ、乾燥させられた材料が分離ユニット６４へ送られ、分離ユニット６４において、プラスチックおよびセルロースの分離が実行される。分離ユニット６４は、少なくとも１つの遠心分離機を備える。示されている例では、２つの遠心分離機６６、６７がカスケードに設けられている。

図５を参照すると、遠心分離機６６は、分離される材料用の引入口７０を有する基部６８を備える。遠心分離機６６は、穿孔された円筒フィルタ７４が収容された分離チャンバ７２を備える。分離チャンバ７２内には、横軸の周りを回転可能なロータ７６が搭載されている。引入口にある材料は、内部から、穿孔されたフィルタ７４に対して径方向外側に放出される。セルロースは、プラスチックより小さい寸法を有しており、フィルタを通過して第１の排出口７７に収集される。一方、プラスチックは、フィルタ７４に対して内側に留まり、第２の排出口７８に収集される。好ましくは、第１の遠心分離機６６を出たプラスチックは、穿孔より小さいフィルタを有する第２の遠心分離機６７へ送られる。第１の遠心分離機６６の排出口において、約８５〜９５％の純度のセルロースおよび約６０〜８０％の純度のプラスチックが得られる。第２の遠心分離機の排出口において、約８５〜９５％の純度のセルロースおよび約８５〜９７％の純度のプラスチックが得られる。

図１を参照すると、遠心分離機６６の排出口において、セルロース流８０は、セルロース破砕機およびセルロースペレタイザー８２へ送られ得る。代替的に、高純度のセルロースを得るために、セルロース流は、セルロースとＡＧＭとを分離するためのさらなる分離装置へ送られ得る。

第２の破砕機６６を出たプラスチックは、まずプラスチック破砕機８４へ、その後、押出し成形機または高密度化機８６送られ得る。

もちろん、本発明の原理を損なうことなく、構成の詳細および実施形態は、説明および図示されたものに関して広く変更され得るが、これにより、以下の特許請求の範囲により定義される本発明の範囲から逸脱することはない。

Claims (9)

1. 使用済みの吸収性衛生製品からプラスチックおよびセルロースを分離するための方法であって、
   使用済みの吸収性衛生製品の一連のバッチを少なくとも１つの回転式オートクレーブにおいて滅菌する段階と、
   滅菌された前記使用済みの吸収性衛生製品を破砕して、プラスチックとセルロースとを含む滅菌および破砕された材料を得る段階と、
   前記プラスチックと前記セルロースとを含む滅菌および破砕された前記材料を乾燥させる段階と、
   少なくとも１つの遠心分離機において、滅菌され、破砕され、かつ、乾燥させられた前記材料から前記プラスチックと前記セルロースとを分離する段階と
   を備える方法。
2. 破砕する前記段階の終了時点で、滅菌および破砕された前記材料は、７０〜８５％の湿度を有する、
   請求項１に記載の方法。
3. 破砕する前記段階の終了時点で、滅菌および破砕された前記材料は、４００〜５００ｋｇ／ｍ^３の密度を有する、
   請求項１または２に記載の方法。
4. 乾燥させる前記段階の終了時点で、滅菌され、破砕され、かつ、乾燥させられた前記材料は、５〜２０％の湿度を有する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 乾燥させる前記段階の終了時点で、滅菌され、破砕され、かつ、乾燥させられた前記材料は、３５〜５０ｋｇ／ｍ^３の密度を有する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 滅菌され、破砕され、かつ、乾燥させられた前記材料は、第１の遠心分離機へ送られ、前記第１の遠心分離機の排出口において、８５〜９５％の純度のセルロースおよび６０〜８０％の純度のプラスチックが得られる、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記第１の遠心分離機を出た前記プラスチックは第２の遠心分離機へ送られ、前記第２の遠心分離機の排出口において、８５〜９５％の純度のセルロースおよび８５〜９７％の純度のプラスチックが得られる、
   請求項６に記載の方法。
8. 使用済みの吸収性衛生製品を滅菌するための少なくとも１つの回転式オートクレーブと、
   前記少なくとも１つの回転式オートクレーブからの滅菌された材料を破砕するよう配置された破砕機と、
   前記破砕機からの滅菌および破砕された前記材料を乾燥させるよう配置された乾燥機と、
   前記乾燥機からの前記材料を受け取るために配置された少なくとも１つの遠心分離機を有する分離ユニットと
   を備える、使用済みの吸収性衛生製品からプラスチックおよびセルロースを分離するための装置。
9. 前記乾燥機は、筐体を有し、
   前記筐体において、複数の穿孔されたベルトコンベアが、収容され、鉛直方向に重ね合わされ、反対方向に交互に駆動され、
   前記複数の穿孔されたベルトコンベアには、上向きの加熱された空気流が当たる、
   請求項８に記載の装置。

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