JP5258316B2 - 使用済み紙オムツの処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、使用済み紙オムツの処理方法に関する。

紙オムツは、パルプなどからなる吸収材と、吸収材が吸収した水分を保持する高分子吸収材（高分子ポリマー）と、これらを包む防水材（プラスチック）などの素材から構成されている。

従来、使い捨て紙オムツの処分は衛生的な理由から焼却処分が最善とされていたが、水分を多く含んでいるため焼却する際に多量の熱量を必要とし、無駄にエネルギーを消費してしまう。また、資源の有効利用の観点から使用済み紙オムツの構成素材は回収して再利用することが望ましい。

構成素材の回収方法には、例えば、紙オムツを構成するパルプ等を薬品を用いて分離し、回収して再利用できるようにする分離回収処理がある。この分離回収処理では、前処理として紙オムツを回転する刃などで破砕し、その後の分離や回収を行っていた。（特許文献１）
ところが、この分離回収処理では、使用済み紙オムツを分離処理装置へ投入する際に、投入量の管理が行われていないので投入量が一定せず、投入量が多い場合は消毒液が不足して使用済み紙オムツ全体を均一に消毒することができず、少なければ消毒液が余ってしまい、無駄なコストが掛かる。

また、従来、使用済み紙オムツは複数の処理工程を１基の槽で行う１バッチシステムで処理することが多く、１バッチシステムでは１バッチの使用済み紙オムツで全ての工程が終了するまで次のバッチの使用済み紙オムツの処理を開始することができず、従って、処理能率が悪く、多量の使用済み紙オムツを一度に処理することができない。

また、水分を吸収した使用済み紙オムツ中の高分子吸収材は、重量が増加する上に、ゲル状になって流動性を失い、処理装置の能力を低下させるので、水分を吸収した高分子吸収材は脱水（分解）する必要があり、一般に、この脱水には食塩が有効であることが知られている。さらに、使用済み紙オムツの消毒にも食塩等の添加剤が使用されている。しかし、食塩を用いると、脱水後（分解後）の各素材は残留塩素が多くなり、種々のリサイクル方法にとって不利であり、再資源化されたパルプやプラスチック、固形燃料化したパルプとプラスチックは残留塩素によって質が低下し、特に、固形燃料はボイラー等の燃料に不適である。

また、従来、使用済み紙オムツの構成素材であるパルプと高分子吸収材とプラスチックはそれぞれの比重の差を利用し水中で沈殿させて分別しているが、この沈殿分別法では各素材が水中で沈殿層を形成するまで待つ必要があり、それだけ時間が掛かって分別効率が悪い上に、比重差だけでは各素材を正確に分別することができず、例えば、高分子吸収材が残留しているとプラスチックとパルプに付着し、これらを固形燃料化するのが困難である。
特開２００２−２７３７３１号公報

そこで本願発明は、上記課題を解決し、使用済み紙オムツの構成素材を高能率で分離し、効率よく再利用することを可能にする使用済み紙オムツの処理方法を提供することにある。

請求項１記載の発明は、直列に配置された複数基の水洗槽を有する連続洗濯機を用い、高分子吸収体が用いられた使用済みの紙オムツを前段の水洗槽から後段の水洗槽へ順次移動させながら水洗する使用済み紙オムツの処理方法であって、水洗槽による水洗工程は、投入された使用済み紙オムツを予備洗浄し次亜塩素酸にて一次消毒されると共に、水分を吸収した高分子吸収体を分離する予洗工程と、予備洗浄された使用済み紙オムツを本洗浄し洗濯と二次消毒されると共に、水分を吸収した高分子吸収体を分離する本洗工程と、本洗浄された使用済み紙オムツをすすぎ洗いし予洗工程と本洗工程で付着した次亜塩素酸の塩素分を使用済み紙オムツから除去すると共に、水分を吸収した高分子吸収体を分離するすすぎ工程とからなり、各工程では、使用済み紙オムツ中の高分子吸収体を脱水する石灰が投入され、各工程で分離、分別された高分子吸収体及びパルプ等を回収し、回収された高分子吸収体及びパルプ等が固形燃料化して再利用可能な状態とするパルプ等回収／再利用工程とからなることを特徴とする使用済み紙オムツの処理方法である。

請求項２記載の発明は、水洗槽に投入される所定量の使用済み紙オムツに対する前記石灰の割合が、３重量％〜１０重量％の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の使用済み紙オムツの処理方法である。

請求項３記載の発明は、使用済み紙オムツを水洗槽で揺すり洗い、あるいは叩き洗いして構成素材を分離させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の使用済み紙オムツの処理方法である。

請求項４記載の発明は、前記水洗槽で分離した粒度の異なる前記構成素材を、スクリーンを通して排出することにより分別することを特徴とする請求項３記載の使用済み紙オムツの処理方法である。

請求項１記載の発明によれば、前段の水洗槽から後段の水洗槽へ順次移動させながら使用済み紙オムツを水洗する連続洗濯機を用いることにより、全ての工程が終了するまで次の使用済み紙オムツの処理を開始することができない１バッチシステムと異なって、使用済み紙オムツを連続的に投入し、効率よく処理することができる。

また、複数の水洗槽で使用済み紙オムツを連続的に水洗する本発明では、使用済み紙オムツの投入量を所定量に管理することに大きな意味があり、投入量を管理すれば、消毒液の無駄を防止しながら、使用済み紙オムツを均一に効果的に消毒することが可能になる。

また、処理システムの処理能力に応じて使用済み紙オムツの投入量を管理すれば、処理システムの処理効率が向上し、吸収材と高分子吸収材と防水材などの分離をスムーズに行うことができる。

また、水分を吸収した使用済み紙オムツ中の高分子吸収材を石灰で脱水することにより、高分子吸収材が軽量化されると共に、ゲル状から元の状態に戻って流動性を回復するので、処理システムの処理能力低下が避けられる。

また、脱水に食塩を用いる方法と異なって、種々のリサイクル方法、再資源化されたパルプ及びプラスチックなどの素材、パルプとプラスチックを固形燃料にした物、例えば、この固形燃料はボイラー等の燃料に適切である。

また、石灰が水と反応するときの反応熱によって水洗槽の温度が適度に上昇し、石灰による高分子吸収材の脱水分解能力と、使用済み紙オムツの水洗効果と、素材の分離効率と、消毒液の効果などがそれぞれ促進される。

さらに、各水洗槽の温度を上げるための熱源の負荷が低減され、従って、ランニングコストがそれだけ低減される。

また、石灰は食塩より安価であり、本発明の方法はそれだけ低コストで実施できる。また、使用済み紙オムツを、予洗工程と本洗工程とすすぎ工程とによって連続的に処理するので、処理時間が短縮されて処理能力が増加し、使用済み紙オムツを大量に処理することが可能になる。また、予洗、本洗、すすぎ洗いの各工程によって、水分を吸収した高分子吸収材をほぼ完全に分離させることができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１の構成と同等の効果が得られる。

また、使用済み紙オムツの所定投入量に対する石灰の適正な割合（３重量％〜１０重量％）を規定したことによって、石灰が少なすぎると高分子吸収材がゲル状で残留する問題と、石灰が多すぎるとパルプなどの分離された素材に灰分が付着して質を低下させる問題が防止される。

請求項３記載の発明によれば、請求項１又は請求項２の構成と同等の効果が得られる。

また、使用済み紙オムツを連続洗濯機で連続的に揺すり洗い、あるいは、叩き洗いして構成素材を分離させるので、従来例と異なり、前処理として紙オムツを回転刃で破砕する必要がなく、それだけ低コストに実施できる。

請求項４記載の発明によれば、請求項３の構成と同等の効果が得られる。

また、水洗槽で分離した粒度の異なる構成素材（パルプと高分子吸収材とプラスチックなど）をスクリーンを通して排出し分別するので、これらを水中で沈殿させて分別する従来例と異なって、分別時間が大きく短縮される上に、各素材を正確に分別することができ、例えば、残留した高分子吸収材の付着が防止されてプラスチックとパルプの固形燃料化が容易になる。

また、上記のように、食塩を使用しない本発明の方法では、使用済み紙オムツから分別されて再資源化された素材に残留する塩素分が極めて少ない。

また、プラスチックはカロリーもＡ重油並みに高く、固形燃料にすれば利用価値が高い上に、水分を吸収した高分子吸収材が上記の水洗工程によって分離されているので、固形燃料化が容易である。

本願発明の一実施例を図１を参照しながら説明する。

図１は使用済み紙オムツの再資源化システム（使用済み紙オムツの処理方法）の工程図である。

この再資源化システムは、連続洗濯機１０１と脱水機１０３と乾燥機１０５とを備えており、連続洗濯機１０１は、直列に配置された１基の予洗槽と８基の本洗槽と２基のすすぎ洗い槽を備えている。また、これらの予洗槽と本洗槽とすすぎ洗い槽は２種類の回転数と２種類の揺動角度でそれぞれの洗い工程を行える。

また、紙オムツは、上記のように、排泄物を吸収する吸収材と、その水分を保持する高分子吸収材と、これらを包む防水材及び表面材とから構成されており、吸収材は綿状パルプや吸収紙などから構成され、高分子吸収材は高分子ポリマーであり、防水材はポリエチレンフィルム、ポリエチレンラミネート、ポリウレタンラミネートのような素材の不織布で構成され、表面材はポリオレフィン系、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、ポリエステル系のような素材の不織布で構成されている。

また、再資源化された使用済み紙オムツの素材は、固形燃料にするためには可燃分が多く含まれて発熱量が大きいことが望ましく、水分と用途のない灰分は少ない程よい。また、固形燃料の場合、大きい発熱量を得るために炭素は多い程よく、ダイオキシンを発生させたり、設備を腐食させる塩素は少ない程よく、大気中に放出する硫黄は少ない程よい。

（使用済み紙オムツの再資源化工程の説明）
（Ａ）投入管理工程１では、一定量（所定量）の使用済み紙オムツを水溶性容器（バッグ）に収容して投入口から投入する。この投入管理工程１では、例えぱ、水溶性容器を１２０秒に１回のサイクルで投入し、このサイクルで使用済み紙オムツを連続処理する。

水洗工程は、１基の予洗槽で行われる予洗工程２と、８基の本洗槽で行われる本洗工程３と、２基のすすぎ洗い槽で行われるすすぎ洗い工程４から構成されている。

（Ｂ）予洗工程２では、投入管理工程１で投入された１容器分の使用済み紙オムツを予備洗いすると共に、１次消毒のために次亜塩酸が投入される。予備洗いによって水溶性容器の口元が溶け、使用済み紙オムツが下洗いされ、１次消毒されると共に、水分を吸収した高分子ポリマーが分離される。

（Ｃ）本洗工程３では、予備洗いされた使用済み紙オムツを、８基の本洗槽の間で前段の本洗槽（水洗槽）から後段へ順次移動させながら、８０℃以上で、合計１０分以上の洗濯と２次消毒とが行われると共に、水分を吸収した高分子ポリマーが分離される。

（Ｄ）すすぎ洗い工程４では、予洗工程２と本洗工程３で付着した次亜塩酸の塩素分を使用済み紙オムツから除去すると共に、水分を吸収した高分子ポリマーが分離される。

（Ｅ）また、予洗工程２と本洗工程３とすすぎ洗い工程４では各水洗槽に、処理中の使用済み紙オムツに対して５重量％の生石灰（ＣａＯ）が投入され、投入された生石灰は高分子ポリマーを脱水（分解）する。

また、投入された生石灰が水と反応することによって反応熱が発生する。

（Ｆ）また、予洗工程２と本洗工程３とすすぎ洗い工程４では、各水洗槽で使用済み紙オムツを揺すり洗い、あるいは、叩き洗いして、吸収材と高分子ポリマーと防水材と表面材をそれぞれ構成素材に分離する。

（Ｇ）また、予洗工程２と本洗工程３とすすぎ洗い工程４の各水洗槽には、それぞれ所定の網目（０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ）を有するスクリーン（篩）が取り付けられた排出孔が設けられており、各排出孔はスクリーンのそれぞれの網目によって上記のように分離した各構成素材を排出し、分別する。

（Ｈ）脱水工程５では、すすぎ洗いされた使用済み紙オムツの水分を脱水機１０３で除去する。また、脱水された水分からも高分子ポリマーが分離される。

（Ｉ）乾燥工程６では、高分子ポリマーが分離され除去された後の、吸収材（綿状パルプと吸収紙）と防水材及び表面材（プラスチック）から乾燥機１０５によって水分をさらに除去し、乾燥させる。

（Ｊ）パルプ等回収／再利用工程７では、上記各工程で分離、分別された高分子ポリマーを回収し、再利用可能な状態にする。

なお、上記工程の中で脱水工程５はなくても良く、すすぎ洗い工程４の後に直ぐに乾燥工程６としても良い。

また、パルプ等回収／再利用工程７の後に脱水工程５を設けて、パルプ〔繊維質〕を回収し再生利用しても良く、脱水工程５の後に乾燥工程（点線で示す）６を設けても良い。

（Ｋ）固形燃料化工程８では、乾燥工程６で水分が除去され乾燥された綿状パルプと吸収紙とプラスチックを固形燃料にする。なお、これらの素材を固形燃料に圧縮成形する際に圧縮による８０℃以上の摩擦熱が発生し、水分除去効果及び消毒効果が得られる。また、回収したプラスチックは油化してもよい。

さらに、回収したプラスチックは、固形燃料化、油化以外に再び再生プラスチックとして再利用することができる。

なお、この再資源化システムでは、例えば、８０kgの使用済み紙オムツを投入すると、この使用済み紙オムツは脱水工程後に投入量の１０%である８kgになり、乾燥工程後は投入量の６%である約５kgにまで軽量化される。

また、上記固形燃料の塩素含有率は０．０３％以下であり、極めて良好な結果が得られている。

［使用済み紙オムツの再資源化システムの効果］
上記のように構成された再資源化システムは、連続洗濯機を用いることにより、１バッチシステムと異なって、使用済み紙オムツを連続的に効率よく処理できる。

また、使用済み紙オムツを連続的に水洗する本発明によって、使用済み紙オムツの投入量を所定量に管理することに大きな意味が生じ、投入量を管理することによって、システムの処理効率が向上し、吸収材と高分子吸収材と防水材と表面材などの分離がスムーズに行われると共に、消毒液の無駄を防止しながら、使用済み紙オムツを均一に効果的に消毒することが可能になる。

また、生石灰で脱水することによって高分子吸収材（高分子ポリマー）が軽量化され、ゲル状から元の状態に戻って流動性を回復するので、システムの処理能力低下が避けられる。

また、高分子ポリマーの脱水に食塩を用いないので、種々のリサイクル方法、再資源化されたパルプやプラスチックなどの素材、パルプとプラスチックを固形燃料にした物、油化したプラスチックなどが残留塩素の害から解放され、固形燃料はボイラー等の燃料に適切である。

また、生石灰と水との反応熱によって各水洗槽で、生石灰による高分子ポリマーの脱水能力と、使用済み紙オムツの水洗効率と、各素材の分離効率と、消毒液の効果などが促進され、さらに、各水洗槽の温度を上げるための熱源の負荷が低減され、従って、ランニングコストがそれだけ低減される。

また、使用済み紙オムツ（所定投入量）に対する生石灰の適正な割合（３重量％〜１０％）を規定したことによって、生石灰が少なすぎると高分子吸収材がゲル状で残留する問題と、生石灰が多すぎると分離された素材に灰分が付着して質を低下させる問題が防止される。

また、使用済み紙オムツを連続水洗槽で揺すり洗い、あるいは、叩き洗いして構成素材を分離させるので、従来例と異なり、紙オムツを回転刃などで破砕する必要がなく、それだけ低コストに実施できる。

また、粒度の異なる構成素材（パルプと高分子ポリマーとプラスチックなど）をスクリーンを用いて分別するので、これらを沈殿させて分別する従来例と異なり、分別時間が大きく短縮される上に、各素材を正確に分別することができるから、例えば、残留した高分子吸収材の付着が防止され、プラスチックとパルプの固形燃料化が容易になる。

また、使用済み紙オムツを、予洗工程と本洗工程とすすぎ洗い工程とで連続的に水洗することによって処理時間が短縮され、処理能力が増加するから、大量の使用済み紙オムツを処理することが可能になる。

また、予洗、本洗、すすぎ洗いの各工程によって、水分を吸収した高分子ポリマーをほぼ完全に分離させることができる。

また、食塩を使用しない本発明の方法では、使用済み紙オムツから分別され再資源化された素材に残留する塩素分が極めて少ない。

また、プラスチックはカロリーもＡ重油並みに高いので、固形燃料としての利用価値が高く、水分を吸収した高分子ポリマーが上記の水洗工程によって分離されているので、その後の固形燃料化が容易である。

［本発明の範囲に含まれる他の態様］
以上、実施形態について説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、処理方法の要旨に付随する各種の変更が可能である。

一実施例の使用済み紙オムツの処理方法を示す工程図である。

符号の説明

１０１ 連続洗濯機

Claims (4)

1. 直列に配置された複数基の水洗槽を有する連続洗濯機を用い、高分子吸収体が用いられた使用済みの紙オムツを前段の水洗槽から後段の水洗槽へ順次移動させながら水洗する使用済み紙オムツの処理方法であって、
   前記水洗槽による水洗工程は、投入された使用済み紙オムツを予備洗浄し次亜塩素酸にて一次消毒されると共に、水分を吸収した高分子吸収体を分離する予洗工程と、予備洗浄された使用済み紙オムツを本洗浄し洗濯と二次消毒されると共に、水分を吸収した高分子吸収体を分離する本洗工程と、本洗浄された使用済み紙オムツをすすぎ洗いし前記予洗工程と前記本洗工程で付着した次亜塩素酸の塩素分を使用済み紙オムツから除去すると共に、水分を吸収した高分子吸収体を分離するすすぎ工程とからなり、
   前記各工程では、前記使用済み紙オムツ中の高分子吸収体を脱水する石灰が投入され、
   前記各工程で分離、分別された高分子吸収体及びパルプ等を回収し、回収された高分子吸収体及びパルプ等が固形燃料化して再利用可能な状態とするパルプ等回収／再利用工程とからなることを特徴とする使用済み紙オムツの処理方法。
2. 前記水洗槽に投入される所定量の使用済み紙オムツに対する前記石灰の割合が、３重量％〜１０重量％の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の使用済み紙オムツの処理方法。
3. 前記使用済み紙オムツを前記水洗槽で揺すり洗い、あるいは叩き洗いして構成素材を分離させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の使用済み紙オムツの処理方法。
4. 前記水洗槽で分離した粒度の異なる前記構成素材を、スクリーンを通して排出することにより分別することを特徴とする請求項３記載の使用済み紙オムツの処理方法。

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