JP3308964B2 - 分解剤および分解方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸水性ポリマーを
分解する分解剤および分解方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】生理用品、紙おむつ等の衛生用品をはじ
めとして種々の分野で使用されている吸水性ポリマー
は、水溶性ポリマーが三次元架橋した構造であるため、
水を吸水して膨潤はしても溶解はしない。したがって、
例えば、これらの吸水性ポリマーを利用した紙おむつ等
は、使用後、廃棄物として焼却あるいは埋め立てにより
処理される現況にあり、環境保全の面からは、好ましい
ことではない。

【０００３】この問題を解決するために、特開平４−３
１７７８４号公報には、過酸化水素で、吸水性ポリマー
を分解する廃棄方法が開示されているが、大量の過酸化
水素の使用と長時間の処理を必要とする問題点がある。

【０００４】特開平５−２４７１２６号公報には、微生
物による吸水性ポリマーの分解処理方法が開示されてい
るが、常にポリマーに空気を吹き込むなど種々の条件設
定と長時間の反応を必要とする問題がある。

【０００５】また、特開平６−３１３００８号公報に
は、過硫酸塩水溶液で加熱処理することによって吸水性
ポリマーを短時間で分解する方法が開示されているが、
処理できる吸水性ポリマー量は、重量比で過硫酸塩水溶
液の３０分の１以下で、しかも吸水性ポリマーの全体が
水溶液で膨潤した状態でなければならず、容器や反応装
置内で１回当たり処理できるポリマー量が限られたり、
水溶液で膨潤していないポリマーは分解されなかったり
する問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、分解能に優
れる吸水性ポリマーの分解剤および分解方法を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１６）の本発明により達成される。

【０００８】（１） 吸水性ポリマーを分解する分解剤
であって、酸化剤として過ヨウ素酸塩を含むことを特徴
とする分解剤。

【０００９】（２） 吸水性ポリマーを分解する分解剤
であって、過ヨウ素酸塩と、それと異なる少なくとも１
種の他の酸化剤とを含むことを特徴とする分解剤。

【００１０】（３） 前記過ヨウ素酸塩は、前記他の酸
化剤に対して５重量％以上含まれる上記（２）に記載の
分解剤。

【００１１】（４） 前記他の酸化剤は、過硫酸塩また
は過塩素酸塩の少なくとも一方である上記（２）または
（３）に記載の分解剤。

【００１２】（５） 前記分解剤は、固体である上記
（１）ないし（４）のいずれかに記載の分解剤。

【００１３】（６） 前記分解剤は、水溶液である上記
（１）に記載の分解剤。

【００１４】（７） 前記過ヨウ素酸塩の前記水溶液中
の濃度は、０．００１〜１０重量％である上記（６）に
記載の分解剤。

【００１５】（８） 前記分解剤は、水溶液である上記
（２）ないし（４）のいずれかに記載の分解剤。

【００１６】（９） 前記過ヨウ素酸塩の前記水溶液中
の濃度は、０．００１〜１０重量％である上記（８）に
記載の分解剤。

【００１７】（１０） 前記他の酸化剤の前記水溶液中
の濃度は、０．００２〜１０重量％である上記（８）ま
たは（９）に記載の分解剤。

【００１８】（１１） 上記（１）ないし（１０）のい
ずれかに記載の分解剤を、吸水性ポリマーに接触させ
て、該吸水性ポリマーを分解することを特徴とする分解
方法。

【００１９】（１２） 前記吸水性ポリマーの少なくと
も一部を、含水させた状態で、前記吸水性ポリマーを分
解する上記（１１）に記載の分解方法。

【００２０】（１３） 含水量は、前記吸水性ポリマー
の重量に対して、重量比で、５〜１０００倍である上記
（１２）に記載の分解方法。

【００２１】（１４） 前記分解剤の重量に対して、重
量比で０．２〜１６．９倍の前記吸水性ポリマーを分解
する上記（１１）ないし（１３）のいずれかに記載の分
解方法。

【００２２】（１５） ０〜１００℃の温度で、前記吸
水性ポリマーを分解する上記（１１）ないし（１４）の
いずれかに記載の分解方法。

【００２３】（１６） １０分間〜５０時間の時間で、
前記吸水性ポリマーを分解する上記（１１）ないし（１
５）のいずれかに記載の分解方法。

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の分解剤および分解
方法について詳細に説明する。

【００２８】本発明において分解剤による分解に供され
る吸水性ポリマーとは、例えば、生理用品、紙おむつ等
の衛生用品をはじめとして種々の分野で使用される水分
を吸収することにより、湿潤または膨潤する高分子ポリ
マーのことを言う。

【００２９】このような吸水性ポリマーとしては、特に
限定されないが、例えば、アクリル酸塩架橋重合体、イ
ソブチレン−マレイン酸塩架橋共重合体、アクリル酸エ
ステル−酢酸ビニル共重合体のケン化物架橋体、デンプ
ン−アクリル酸塩グラフト共重合体等が挙げられ、この
中でも、アクリル酸塩架橋重合体、イソブチレン−マレ
イン酸塩架橋共重合体であるのがより好ましい。

【００３０】また、この吸水性ポリマーの形態（形状）
としては、特に限定されず、例えば、粉末、粒状、シー
ト状、繊維状、織布、不織布等のいかなるものであって
もよい。

【００３１】本発明の分解剤は、酸化剤として過ヨウ素
酸塩を含むものである。本発明者らは、吸水性ポリマー
を効率よく分解できる分解剤について、鋭意、研究を重
ねた結果、酸化剤の１種である過ヨウ素酸塩が、例え
ば、過硫酸塩、過塩素酸塩、次亜塩素酸塩のような他の
酸化剤に比べ、吸水性ポリマーの分解能（分解効率）が
格段に優れるものであることを見い出した。

【００３２】すなわち、仮に、前記の他の酸化剤（例え
ば、過硫酸塩）を単独で（過ヨウ素酸塩を含まずに）使
用し、一度に多量の吸水性ポリマーを分解しようとした
場合、他の酸化剤を水に溶解し、この水溶液中に吸水性
ポリマーを添加、混合し、加熱すると、他の酸化剤の分
解物と水との反応から生成するヒドロキシラジカルによ
り、吸水性ポリマーに架橋・ゲル化反応（副反応）が生
じ、分解されない（または分解が著しく遅延する）こと
があるが、本発明における過ヨウ素酸塩では、吸水性ポ
リマーの分解機構が他の酸化剤のそれと異なるため、前
述の架橋・ゲル化反応は生じず、よって、吸水性ポリマ
ーの分解能に優れる。

【００３３】さらには、過ヨウ素酸塩と他の酸化剤とを
混合して用いると、過ヨウ素酸塩および他の酸化剤は、
それぞれ、それ自体が吸水性ポリマーを分解するが、こ
れに止まらず、過ヨウ素酸塩が他の酸化剤の前述した架
橋・ゲル化反応を抑制し、他の酸化剤自体の分解能の持
続性を発現し、結果的に、吸水性ポリマーの分解能が非
常に優れたものとなることをも見い出した。

【００３４】このようなことから、本発明の分解剤で
は、酸化剤として、過ヨウ素酸塩を単独で用いてもよい
し、過ヨウ素酸塩と他の酸化剤とを混合して用いてもよ
い。

【００３５】なお、過ヨウ素酸塩と他の酸化剤とを混合
して用いる場合、他の酸化剤は、過ヨウ素酸塩より比較
的入手が容易で、また、安価であるため、本発明の分解
剤も、容易かつ安価に製造することができ有利である。

【００３６】過ヨウ素酸塩としては、例えば、過ヨウ素
酸ナトリウム、過ヨウ素酸カリウム等が好ましく用いら
れる。

【００３７】他の酸化剤としては、例えば、前述したも
ののうちの、少なくとも１種を用いることができ、これ
らの中でも、過硫酸塩または過塩素酸塩の少なくとも一
方であるのが好ましい。

【００３８】過硫酸塩としては、特に限定されないが、
例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸
ナトリウム等が挙げられ、この中でも、過硫酸カリウム
を用いるのがより好ましい。

【００３９】過塩素酸塩としては、特に限定されない
が、例えば、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム等
が挙げられ、この中でも、過塩素酸ナトリウムを用いる
のがより好ましい。

【００４０】また、過ヨウ素酸塩と他の酸化剤とを混合
して用いる場合、過ヨウ素酸塩は、他の酸化剤に対して
５重量％以上含まれるのが好ましく、５〜５０重量％含
まれるのがより好ましく、８〜４０重量％含まれるのが
さらに好ましい。これにより、前述した架橋・ゲル化反
応の抑制効果をより高める能力を持つとともに、吸水性
ポリマーの分解能も向上する。

【００４１】このような分解剤は、例えば、固体、水溶
液等として用いるのが好ましい。分解剤を固体として使
用する場合には、例えば、吸水性ポリマーを水で膨潤さ
せた後、この膨潤した吸水性ポリマーに分解剤を添加す
るか、あるいは、吸水性ポリマーと分解剤とを混合した
後、水を添加するようにすればよい。

【００４２】また、この場合、分解剤の形態（形状）と
しては、例えば、粉末、粒状、ペレット等のいかなるも
のでもよい。

【００４３】一方、分解剤を水溶液として用いる場合に
は、例えば、分解剤を水に溶解し、所定の濃度の水溶液
を調製した後、この水溶液に吸水性ポリマーを添加する
ようにすればよい。

【００４４】分解剤を水溶液として用いる場合、過ヨウ
素酸塩の水溶液中の濃度は、特に限定されないが、例え
ば、０．００１〜１０重量％であるのが好ましく、０．
００５〜１０重量％であるのがより好ましく、０．０１
〜７重量％であるのがさらに好ましい。過ヨウ素酸塩の
水溶液中の濃度を、前記の範囲内とすることにより、吸
水性ポリマーの分解能が向上する。

【００４５】また、他の酸化剤の水溶液中の濃度は、特
に限定されないが、例えば、０．００２〜１０重量％で
あるのが好ましく、０．１〜８重量％であるのがより好
ましく、０．５〜５重量％であるのがさらに好ましい。

【００４６】また、このような吸水性ポリマーの分解
は、吸水性ポリマーの少なくとも一部を、含水させた状
態で行うのが好ましい。すなわち、水または分解剤水溶
液により湿潤または膨潤させた状態で行うのが好まし
い。

【００４７】仮に、他の酸化剤を単独で用いた場合に
は、吸水性ポリマーの全部を膨潤させた状態でないと、
吸水性ポリマーの分解反応が進行しない。

【００４８】これに対し、本発明の分解剤では、必ずし
も、吸水性ポリマーは、その全部を水（分解剤水溶液）
で膨潤させる必要はない。すなわち、吸水性ポリマーの
少なくとも一部を、含水させた状態であれば、この部分
から吸水性ポリマーの分解反応が進行し、徐々に分解領
域（分解部位）が増大していく。そして、最終的には、
吸水性ポリマー全体が分解されることになる。したがっ
て、少量の分解剤で、より多くの吸水性ポリマーを分解
することができる。

【００４９】この含水量は、例えば、吸水性ポリマーの
重量に対して、重量比で５〜１０００倍であるのが好ま
しく、５〜５００倍程度であるのがより好ましく、７．
５〜２００倍程度であるのがさらに好ましい。

【００５０】また、吸水性ポリマーは、分解剤の重量に
対して、重量比で０．２〜１６．９倍添加して分解する
のが好ましく、０．５〜１６．９倍であるのがより好ま
しく、１．０〜１６．９倍であるのがさらに好ましい。
これにより、一度に分解（処理）できる吸水性ポリマー
の量を増大することができる。すなわち、少量の分解剤
で多量の吸水性ポリマーを分解することができる。この
ため、吸水性ポリマーの分解後、その分解溶液中の分解
剤の残存量を少なくすることができ、分解溶液の廃棄に
際して、環境汚染の低減の面からも有利である。

【００５１】吸水性ポリマーを分解する温度（分解温
度）としては、特に限定されないが、例えば、０〜１０
０℃程度であるのが好ましく、５〜９５℃程度であるの
がより好ましく、１５〜９０℃程度であるのがさらに好
ましい。

【００５２】また、吸水性ポリマーを分解する時間（分
解時間）としては、例えば、酸化剤（分解剤）の種類、
水溶液中の酸化剤（分解剤）の濃度等により適宜選択す
ることができ、特に限定されないが、通常、１０分間〜
５０時間程度であるのが好ましく、１５分間〜３５時間
程度であるのがより好ましく、２０分間〜２４時間程度
であるのがさらに好ましい。

【００５３】吸水性ポリマーを分解する温度および時間
を、前記の範囲内とすることにより、吸水性ポリマーの
分解能が向上する。

【００５４】

【実施例】次に、本発明の具体的実施例について説明す
る。

【００５５】１．吸水性ポリマーの分解 （実施例１）過ヨウ素酸ナトリウム０．１９５ｇを蒸留
水２５ｇに溶解し、この水溶液に、アクリル酸塩架橋重
合体（吸水性ポリマー／粒状：花王株式会社製「メリー
ズ」に使用されているもの）２．５ｇを添加、混合し、
８０℃で２５分間、吸水性ポリマーの分解を行った。

【００５６】（実施例２）過ヨウ素酸ナトリウム０．１
９５ｇを蒸留水２５ｇに溶解し、この水溶液に、前記実
施例１と同様の吸水性ポリマー３．３ｇを添加、混合
し、８０℃で３０分間、吸水性ポリマーの分解を行っ
た。

【００５７】（実施例３）過硫酸カリウム０．３ｇと過
ヨウ素酸ナトリウム０．０２５ｇとを蒸留水１０ｇに溶
解し、この水溶液に、前記実施例１と同様の吸水性ポリ
マー０．６７ｇを添加、混合し、８０℃で２０分間、吸
水性ポリマーの分解を行った。

【００５８】（実施例４）過硫酸カリウム０．３ｇと過
ヨウ素酸ナトリウム０．０２５ｇとを蒸留水１０ｇに溶
解し、この水溶液に、前記実施例１と同様の吸水性ポリ
マー０．６７ｇを添加、混合し、４０℃で１００分間、
吸水性ポリマーの分解を行った。

【００５９】（実施例５）過硫酸カリウム０．０７８ｇ
と過ヨウ素酸ナトリウム０．００７８ｇとを蒸留水１０
ｇに溶解し、この水溶液に、前記実施例１と同様の吸水
性ポリマー０．６７ｇを添加、混合し、８０℃で１５０
分間、吸水性ポリマーの分解を行った。

【００６０】（実施例６）過硫酸カリウム０．０７８ｇ
と過ヨウ素酸ナトリウム０．０２５ｇとを蒸留水１０ｇ
に溶解し、この水溶液に、前記実施例１と同様の吸水性
ポリマー０．６７ｇを添加、混合し、８０℃で３０分
間、吸水性ポリマーの分解を行った。

【００６１】（実施例７）過塩素酸ナトリウム０．０７
８ｇと過ヨウ素酸ナトリウム０．０１ｇとを蒸留水１０
ｇに溶解し、この水溶液に、前記実施例１と同様の吸水
性ポリマー０．５ｇを添加、混合し、８０℃で１２０分
間、吸水性ポリマーの分解を行った。

【００６２】（実施例８）過塩素酸ナトリウム０．０７
８ｇと過ヨウ素酸ナトリウム０．０２５ｇとを蒸留水１
０ｇに溶解し、この水溶液に、前記実施例１と同様の吸
水性ポリマー０．６７ｇを添加、混合し、８０℃で４０
分間、吸水性ポリマーの分解を行った。

【００６３】（実施例９）過硫酸カリウム０．０４８ｇ
と過塩素酸ナトリウム０．０３ｇと過ヨウ素酸ナトリウ
ム０．０２５ｇとを蒸留水１０ｇに溶解し、この水溶液
に、前記実施例１と同様の吸水性ポリマー０．６７ｇを
添加、混合し、８０℃で３５分間、吸水性ポリマーの分
解を行った。

【００６４】（実施例１０）過ヨウ素酸ナトリウム０．
０７８ｇを蒸留水１０ｇに溶解し、この水溶液に、イソ
ブチレン−マレイン酸塩架橋共重合体（吸水性ポリマー
／粒状：株式会社クラレ製「ＫＩ−ＧＥＬ ２０１
Ｋ」）０．６７ｇを添加、混合し、８０℃で５０分間、
吸水性ポリマーの分解を行った。

【００６５】（実施例１１）過硫酸カリウム０．０７８
ｇと過ヨウ素酸ナトリウム０．０２５ｇとを蒸留水１０
ｇに溶解し、この水溶液に、前記実施例１０と同様の吸
水性ポリマー０．６７ｇを添加、混合し、８０℃で３０
分間、吸水性ポリマーの分解を行った。

【００６６】（実施例１２）過塩素酸ナトリウム０．０
７８ｇと過ヨウ素酸ナトリウム０．０２５ｇとを蒸留水
１０ｇに溶解し、この水溶液に、前記実施例１０と同様
の吸水性ポリマー０．６７ｇを添加、混合し、８０℃で
６０分間、吸水性ポリマーの分解を行った。

【００６７】（実施例１３）過硫酸カリウム０．０４８
ｇと過塩素酸ナトリウム０．０３ｇと過ヨウ素酸ナトリ
ウム０．０２５ｇとを蒸留水１０ｇに溶解し、この水溶
液に、前記実施例１０と同様の吸水性ポリマー０．６７
ｇを添加、混合し、８０℃で４０分間、吸水性ポリマー
の分解を行った。

【００６８】（比較例１）過硫酸カリウム０．３ｇを蒸
留水１０ｇに溶解し、この水溶液に、前記実施例１と同
様の吸水性ポリマー０．６７ｇを添加、混合し、８０℃
で６０分間、吸水性ポリマーの分解を行った。

【００６９】（比較例２）過硫酸カリウム０．０７８ｇ
を蒸留水１０ｇに溶解し、この水溶液に、前記実施例１
と同様の吸水性ポリマー０．６７ｇを添加、混合し、８
０℃で１５０分間、吸水性ポリマーの分解を行った。

【００７０】（比較例３）過硫酸カリウム０．１９５ｇ
を蒸留水２５ｇに溶解し、この水溶液に、前記実施例１
と同様の吸水性ポリマー２．５ｇを添加、混合し、８０
℃で１２０分間、吸水性ポリマーの分解を行った。

【００７１】（比較例４）過塩素酸ナトリウム０．１９
５ｇを蒸留水２５ｇに溶解し、この水溶液に、前記実施
例１と同様の吸水性ポリマー２．５ｇを添加、混合し、
８０℃で１２０分間、吸水性ポリマーの分解を行った。

【００７２】（比較例５）過塩素酸ナトリウム０．３ｇ
を蒸留水２５ｇに溶解し、この水溶液に、前記実施例１
と同様の吸水性ポリマー２．５ｇを添加、混合し、８０
℃で１８０分間、吸水性ポリマーの分解を行った。

【００７３】（比較例６）過硫酸カリウム０．３ｇと過
塩素酸ナトリウム０．０２５ｇとを蒸留水１０ｇに溶解
し、この水溶液に、前記実施例１と同様の吸水性ポリマ
ー０．６７ｇを添加、混合し、８０℃で６０分間、吸水
性ポリマーの分解を行った。

【００７４】（比較例７）過硫酸カリウム０．０４８ｇ
と過塩素酸ナトリウム０．０３ｇとを蒸留水１０ｇに溶
解し、この水溶液に、前記実施例１と同様の吸水性ポリ
マー０．６７ｇを添加、混合し、８０℃で８０分間、吸
水性ポリマーの分解を行った。

【００７５】２．評価 実施例１〜１３および比較例１〜７において、所定時間
の経過後、未分解の吸水性ポリマーは、ろ紙によりろ過
した後、水洗し、８０℃で２４時間乾燥した。また、生
成した架橋・ゲル化物は、水溶液中からピンセットで取
り出した後、水洗し、８０℃で２４時間乾燥した。この
乾燥物の重量を測定し、測定値に基づき、吸水性ポリマ
ーの分解率を求めた。この結果を表１に示す。

【００７６】

【表１】

【００７７】表１に示すように、実施例１〜１３の各分
解剤は、いずれも吸水性ポリマーの分解能に優れるもの
であった。これに対し、比較例１〜７の各分解剤は、い
ずれも吸水性ポリマーの分解能に劣るものであった。

【００７８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、分
解能に優れる吸水性ポリマーの分解剤および分解方法を
提供することができる。

【００７９】特に、過ヨウ素酸塩と他の酸化剤とを含む
場合には、それらの相乗効果により、より一層優れた分
解能を発揮し、容易かつ安価に製造ができ有利である。

【００８０】このように本発明の分解剤は、分解能に優
れるので、少量でより多くの吸水性ポリマーを分解する
ことができ、環境汚染の低減の面からも有利である。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 11/00 - 11/28 C08F 6/00 - 246/00 C08L 101/00 - 101/16

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸水性ポリマーを分解する分解剤であっ
   て、酸化剤として過ヨウ素酸塩を含むことを特徴とする
   分解剤。
2. 【請求項２】 吸水性ポリマーを分解する分解剤であっ
   て、過ヨウ素酸塩と、それと異なる少なくとも１種の他
   の酸化剤とを含むことを特徴とする分解剤。
3. 【請求項３】 前記過ヨウ素酸塩は、前記他の酸化剤に
   対して５重量％以上含まれる請求項２に記載の分解剤。
4. 【請求項４】 前記他の酸化剤は、過硫酸塩または過塩
   素酸塩の少なくとも一方である請求項２または３に記載
   の分解剤。
5. 【請求項５】 前記分解剤は、固体である請求項１ない
   し４のいずれかに記載の分解剤。
6. 【請求項６】 前記分解剤は、水溶液である請求項１に
   記載の分解剤。
7. 【請求項７】 前記過ヨウ素酸塩の前記水溶液中の濃度
   は、０．００１〜１０重量％である請求項６に記載の分
   解剤。
8. 【請求項８】 前記分解剤は、水溶液である請求項２な
   いし４のいずれかに記載の分解剤。
9. 【請求項９】 前記過ヨウ素酸塩の前記水溶液中の濃度
   は、０．００１〜１０重量％である請求項８に記載の分
   解剤。
10. 【請求項１０】 前記他の酸化剤の前記水溶液中の濃度
    は、０．００２〜１０重量％である請求項８または９に
    記載の分解剤。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれかに記載
    の分解剤を、吸水性ポリマーに接触させて、該吸水性ポ
    リマーを分解することを特徴とする分解方法。
12. 【請求項１２】 前記吸水性ポリマーの少なくとも一部
    を、含水させた状態で、前記吸水性ポリマーを分解する
    請求項１１に記載の分解方法。
13. 【請求項１３】 含水量は、前記吸水性ポリマーの重量
    に対して、重量比で、５〜１０００倍である請求項１２
    に記載の分解方法。
14. 【請求項１４】 前記分解剤の重量に対して、重量比で
    ０．２〜１６．９倍の前記吸水性ポリマーを分解する請
    求項１１ないし１３のいずれかに記載の分解方法。
15. 【請求項１５】 ０〜１００℃の温度で、前記吸水性ポ
    リマーを分解する請求項１１ないし１４のいずれかに記
    載の分解方法。
16. 【請求項１６】 １０分間〜５０時間の時間で、前記吸
    水性ポリマーを分解する請求項１１ないし１５のいずれ
    かに記載の分解方法。