JP6061330B2 - 吸収性衛生用品のリサイクルに用いる装置および処理方法 - Google Patents

Description

本願発明は、使用済みの吸収性衛生用品のリサイクルに用いる装置および処理方法に関する。

「吸収性衛生用品」とは、一般的に、小児おむつ、失禁吸収性パッド、女性の生理用ナプキン、ベッドマットなどの使い捨て吸収性用品を指す。

一般的に、吸収性衛生用品は、幅広い種類の異なる材料から構成されている。それら材料には、プラスチック材料のシート、セルロース綿毛、高吸収性ポリマー、不織布のシートなどが含まれる。

吸収性衛生用品はプラスチックおよびセルロースなどの高品質の材料を含んでいる。新たな生産サイクル、またはエネルギーの産出などの他の用途に用いるべく、これらの材料を回収することが所望される。

現在、使用済みの吸収性衛生用品は未分別の廃棄物として廃棄され、ごみ廃棄場へと送られる。使用済みの吸収性衛生用品の構成材料はそもそも回収されない。なぜなら、それら様々な材料（セルロース繊維、高吸収性ポリマー、プラスチック材料のシートなど）が密接に組み合わされているからであり、それらを分離させるには、用品を完全に破砕する必要があるからである。加えて、使用済みの吸収性衛生用品は有機排出物および細菌を含むので、材料をリサイクルする前に、用品を滅菌する必要がある。

これらの理由により、使用済みの吸収性衛生用品は、分別回収の対象となるリサイクル可能な廃棄用品に含まれていない。

推計によると、吸収性衛生用品の、一般廃棄物全体に占める割合は、およそ２〜３％である。しかし、廃棄物の分別回収が高い割合で行われている地域（分別される廃棄物の割合が全体の６０％超）では、吸収性衛生用品の、未分別の廃棄物に対する割合は、およそ２０％と高くなる。

このように吸収性衛生用品の、リサイクル不可能な廃棄物に対する割合は高く、効率的かつ経済的に有利な方法で吸収性衛生用品の構成材料をリサイクルすることを目的として、吸収性衛生用品の処理の実行を可能にする機器および方法を開発することがより一層所望される。

従来より知られている使用済みの吸収性衛生用品の処理技術は十分なものではない。その技術の一例は、使用済みの吸収性用品を水、アルカリおよび石鹸で洗浄する段階と、その洗浄段階で、セルロースをプラスチックから分離する段階とを備えている。この技術は、例えば、ＷＯ９４／２０６６８およびＷＯ９６／２７０４５に開示されている。

米国特許第５２９２０７５号の開示する方法では、汚れた吸収性衛生用品は予め細断される。その後、プラスチック材料を内部に留める穴のあいた円筒ドラムを備える洗浄機内で、細断された材料を洗浄する。そして、セルロースパルプを含む材料を脱水する。

吸収性衛生用品を処理するこれらの技術の実際の実施には、課題がある。それは、用いられる洗浄水がゲル化高吸水性ポリマーおよび有機残渣などのような汚染物質を多量に含むことになるので、その洗浄水の廃棄が課題となるということである。さらに、洗浄後にセルロースを乾燥させるので、消費するエネルギー量が多いという課題もある。

さらに他の課題もある。通常、使用済みの吸収性衛生用品は、折り畳んで閉じられ、不透過性バリアを形成する当該用品の外側のプラスチック層によってパックされた状態で、捨てられるということである。その捨てられたときの状態のまま用品を処理しようとすると、外側の不透過性層によって、当該用品を効果的に滅菌出来ない。一方、米国特許第５２９２０７５号が開示するように予備処理をするには、有機排出物、細菌および汚染物を多量に含む物品を細断する必要がある。

特開２００４−１１３９１５号公報は、吸収性ポリマーを含むおむつを処理する方法を開示している。当該方法においては、使用済みのおむつは、切削屑と共に、加圧された密閉容器内に置かれる。容器内では、おむつが高温かつ高圧力の蒸気によって、予め設定された時間の間、処理される。蒸気による処理は、１５〜２５ａｔｍの圧力および１５０〜２５０℃の温度で行われる。当該特許文献によると、処理済みの吸収性衛生用品は、発酵させた後、肥料として用いられる。

ＷＯ２０１０／０６５０８８は、一般廃棄物の処理に用いられるオートクレーブを開示しており、その処理においては、廃棄物を乾燥させるのに蒸気が用いられる。ＷＯ２０１０／０６５０８８が開示する装置は、開かれるとオートクレーブへのアクセスを可能とし、密閉されるとオートクレーブの加圧を可能にする、１以上のハッチを有する回転式円筒オートクレーブと、オートクレーブ内に含まれる廃棄物と直接接触する接触蒸気の吸入口と、非接触蒸気を誘導するよう設計され、オートクレーブの内面から突出し、非接触蒸気が供給される複数の直線的な中空ブレードと、を備える。当該装置によって、オートクレーブ内での処理中に、一般廃棄物の滅菌と乾燥が可能となる。ＷＯ２０１０／０６５０８８が開示する装置は、未分別の一般廃棄物を対象として開発されたものであり、吸収性衛生用品の構成材料を滅菌し、乾燥させ、分離することに関しての教示は特に含んでいない。

本願発明の目的は、使用済みの吸収性衛生用品を処理する装置および方法を提供することである。当該装置および方法によって、使用済みの吸収性衛生用品の滅菌、乾燥および破砕が可能となり、構成材料の回収が可能となる。

上記の目的は、請求項１から６にそれぞれ記載される特徴を有する、本願発明の装置および方法によって達成される。

請求項は、本明細書に記載する、本願発明に関する教示の主要部分をなす。

非限定的な例としてのみ示す添付の図面を参照し、本願発明について詳細に説明する。
図１は、廃棄物を処理する回転式オートクレーブ装置の斜視図である。 図２は、図１のオートクレーブ内の切断ノズルの配置を示す概略図である。 図３は、図１のオートクレーブの概略断面図である。 図４は、図３の矢印ＩＶが示す部分の拡大詳細図である。 図５は、図４の線Ｖ−Ｖで切り取った断面図である。 図６は、図４の矢印ＶＩの方向に見た平面図である。

図１において、装置１０は、使用済みの吸収性衛生用品を処理する回転式オートクレーブ装置である。装置１０は、固定構造体１２を備える。固定構造体１２は、円筒形のオートクレーブ１４を積載している。オートクレーブ１４は、その長手方向軸Ａの周りを回転する。装置１０は、駆動装置（図示せず）を備える。駆動装置は、長手方向軸Ａの周りのオートクレーブ１４の回転を駆動する。固定構造体１２は、アクチュエータ１６を備えてよい。アクチュエータ１６は、水平方向軸に対するオートクレーブ１４の傾きを変え、このことにより、オートクレーブ１４の傾きをロード／アンロード位置と動作位置との間で変えられる。オートクレーブ１４は、２つの端部を有し、そのうち少なくとも１つは、開かれるとオートクレーブ１４の内部空間へのアクセスを可能とし、密閉されるとオートクレーブ１４の内部空間の加圧を可能にするハッチによって終端されている。図示する例では、２つの開閉式ハッチ１８、２０が提供されており、例えば一方は、処理される用品のオートクレーブ１４へのロードに用いられ、また他方は、処理済みの用品のオートクレーブ１４からのアンロードに用いられる。他の実施形態では、開閉式のハッチは１つのみ提供され、このハッチが、ロードとアンロードの両方に用いられる。

装置１０は、循環路を備える。循環路は、吸収性衛生用品を滅菌温度まで熱するべく、オートクレーブ１４を加熱し、加圧する。

ハッチ１８は、回転式コネクタ３４を備え、ハッチ２０は、回転式コネクタ３６を備える。回転式コネクタ３４は、接触蒸気および非接触蒸気を吸入し、回転式コネクタ３６は、接触蒸気および非接触蒸気を排気する。加熱蒸気のフローは、オートクレーブ１４の内壁に位置するダクト２４を通過する非接触蒸気４１のフローと、処理される用品と直接接触し、オートクレーブ１４の内部を加圧する接触蒸気４３のフローとに分けられる。排気側のコネクタ３６では、非接触蒸気４１のフローと接触蒸気４３のフローとが、例えばＷＯ２０１０／０６５０８８に記載されるように、分けられ、別々に処理される。

典型的に吸収性衛生用品は、セルロース繊維および高吸収性ポリマーの吸収性コアを備える。通常、吸収性コアは、互いに接合された２枚のプラスチック材料のシートに挟まれている。典型的に、バックシートは不透過性であり、トップシートは多孔性である。通常、使用済みの吸収性衛生用品は、折り畳まれ、不透過性バックシートによってパックされた状態で覆われる。通常、折り畳まれた用品を閉じる粘着性のタブが備えられている。よって、有機排出物は、密封された不透過性プラスチック材料のシートで覆われている。

本願発明では、吸収性衛生用品を、それらが収集されたときの状態のまま、つまり閉じられてパックされた状態のまま、当該用品を開く予備処理を要せずに処理する。

オートクレーブ１４内での処理で効果的な滅菌および乾燥を行うには、オートクレーブ１４内のあらゆる位置で有機物の全てを滅菌温度に曝すべく、用品の破砕を行う必要がある。吸収性衛生用品の破砕は、滅菌を完全に行い、またプラスチックをセルロース繊維から分離するのに必ず必要なことである。

本願発明によれば、最初閉じられている吸収性衛生用品の破砕は、吸収性衛生用品の外側の層の破壊を促進する、高圧力の液体の噴流によって促される。

図２において、装置１０は、オートクレーブ１４内に設置された、複数の切断ノズル３８を備える。切断ノズル３８は、加圧循環路４０と繋がれている。加圧循環路４０は、オートクレーブ１４の外部にあり、切断ノズル３８へ加圧された流体を供給する。加圧された流体は水、蒸気、空気、粘性のない流体などであってよい。

図２および３において、切断ノズル３８は、オートクレーブ１４の側壁４２に対し固定されており、好ましくは、径方向を向いている。好ましくは、切断ノズル３８は、列４４毎にグループ化されており、各列４４の切断ノズル３８は、長手方向で互いに離間されており、列４４同士は、角距離をおいて互いに離間されている。図２および３が示す構成では、４つの列４４同士は、９０°の角距離で互いに離間されており、各列４４は６つの切断ノズル３８を備えている。切断ノズル３８の数は、実施形態によって異なってよい。例えば、オートクレーブ１４の寸法によっては、オートクレーブ１４は、１０〜１００の切断ノズル３８を備える。

図２〜６において、オートクレーブ１４は、径方向ブレード４６を内部に備えてよい。径方向ブレード４６は、側壁４２から径方向に、オートクレーブ１４の内部に向かって突出する。動作において、径方向ブレード４６は、オートクレーブ１４内にある吸収性衛生用品の集まりをかき上げる。好ましくは、切断ノズル３８の列４４はそれぞれ、各径方向ブレード４６に隣接して設置される。図３において、オートクレーブ１４は、矢印Ｂで示す方向に回転し、切断ノズル３８は、好ましくは、その回転方向に見て径方向ブレード４６の後ろ側の面に隣接して設置され、廃棄物の集まりからの影響を受けないよう保護される。

図２において、各列４４の切断ノズル３８は、好ましくは、共通の供給管４８に繋がれる。それら列４４が繋がれる供給管４８は、回転式ヘッダー５０に繋がれる。加圧循環路４０は、ポンプ５０を備える。ポンプ５０は、加圧された流体を回転式ヘッダー５０へと供給する。

好ましくは、加圧循環路４０は、コントローラ５２を備える。コントローラ５２は、オートクレーブ１４の回転位置を検出する回転位置センサー５４が出力する信号に応じて、列４４へ選択的に加圧された流体が供給されるよう制御する。センサー５４が出力する信号に応じてコントローラ５２は、回転式ヘッダー５０を介して各供給管４８に繋がれたダクト５８に関連付けられた弁５６を、選択的に開閉する。

オートクレーブ１４の回転中、廃棄物は周期的に持ち上げられ、そして中心方向へと落下する。コントローラ５２は、ある時点において底部にある、つまり廃棄物の集まりと接触している切断ノズル３８の列４４のみを動作させる。コントローラ５２は、限られた時間の間だけ切断ノズル３８を動作させる。切断ノズル３８が上方へ回転すると、廃棄物の集まりがオートクレーブ１４の中心方向へ落下するので、切断ノズル３８は廃棄物の集まりから離れることになる。するとコントローラ５２は、加圧された流体の供給を中断させ、オートクレーブ１４内に供給される余分な湿気分を減らす。

切断ノズル３８は、吸収性衛生用品のプラスチック製のバックシートを引き裂き、かつ軟化させ、当該用品の破砕を容易なものにする穴を形成する。このことによって、オートクレーブ１４の作業効率が向上する。

好ましくは、加圧された流体は水である。切断ノズル３８の開口部のサイズは、好ましくは、０．０２〜０．１５ｍｍの間である。切断ノズル３８の動作圧力は、好ましくは、１００〜３００ａｔｍの間である。

オートクレーブ１４内の温度および圧力と組み合わせて、切断ノズル３８から供給される高圧力の噴流を用いることにより、オートクレーブ１４内での吸収性衛生用品の完全なる破砕が可能となる。このようにして、作業者と周囲環境とを汚臭および吸収性衛生用品に含まれる汚染物質に曝すことになる、用品を細断する予備処理が不要となる。

オートクレーブ１４内での処理で用品を完全に破砕することにより、短時間での用品の乾燥および滅菌が可能となる。オートクレーブ１４内での処理後、乾燥され滅菌された、破砕済みの基本的にプラスチックおよびセルロース繊維からなる集まりが得られる。続いて、その乾燥され滅菌された破砕済みの集まりをふるいにかけ、プラスチックとセルロースとを分離する。

当然ながら、本願発明の技術的思想を損なうことなく、構成の詳細および実施形態は幅広く変更し得、その場合であっても、特許請求の範囲に記載の本願発明の技術範囲から逸脱することはない。

Claims (4)

1. 回転式円筒オートクレーブと、
   前記オートクレーブを加熱および加圧し、使用済みの吸収性衛生用品を滅菌温度まで加熱する循環路と、
   加圧された流体を供給され、前記オートクレーブ内で前記加圧された流体の噴流を方向づけるよう配置された、複数の切断ノズルと
   を備え、
   前記オートクレーブは、側壁と２つの端部とを有し、
   前記複数の切断ノズルは、複数の列にグループ化され、前記複数の列それぞれの前記複数の切断ノズルは、長手方向に互いに離間され、前記複数の列は、周方向に互いに離間され、
   前記複数の列それぞれの前記複数の切断ノズルは、前記オートクレーブの前記側壁から内側へ突出する径方向ブレードに隣接して設置され、
   前記２つの端部の少なくとも１つが、開かれると前記オートクレーブへのアクセスを可能とし、密閉されると前記オートクレーブの加圧を可能にするハッチによって終端され、
   前記複数の切断ノズルの動作圧力が、１００から３００ａｔｍの間である、前記使用済みの吸収性衛生用品を処理する装置。
2. 回転式円筒オートクレーブと、
   前記オートクレーブを加熱および加圧し、使用済みの吸収性衛生用品を滅菌温度まで加熱する循環路と、
   加圧された流体を供給され、前記オートクレーブ内で前記加圧された流体の噴流を方向づけるよう配置された、複数の切断ノズルと
   を備え、
   前記オートクレーブは、側壁と２つの端部とを有し、
   前記複数の切断ノズルは、複数の列にグループ化され、前記複数の列それぞれの前記複数の切断ノズルは、長手方向に互いに離間され、前記複数の列は、周方向に互いに離間され、
   前記複数の切断ノズルの前記複数の列は、回転式ヘッダーによって前記オートクレーブの外部にある加圧循環路と繋がれ、
   前記加圧循環路は、コントローラを有しており、
   前記コントローラは、前記オートクレーブの回転位置を検出する回転位置センサーが出力する信号に応じて前記複数の切断ノズルの前記複数の列へ選択的に前記加圧された流体が供給されるよう制御し、
   前記２つの端部の少なくとも１つが、開かれると前記オートクレーブへのアクセスを可能とし、密閉されると前記オートクレーブの加圧を可能にするハッチによって終端され、
   前記複数の切断ノズルの動作圧力が、１００から３００ａｔｍの間である、前記使用済みの吸収性衛生用品を処理する装置。
3. 回転式円筒オートクレーブを提供する段階と、
   閉じられた使用済みの吸収性衛生用品を前記オートクレーブへロードする段階と、
   前記オートクレーブを、滅菌温度に達するよう加熱および加圧し、同時に、前記オートクレーブを、前記オートクレーブの長手方向軸の周りを回転するよう駆動する段階と、
   前記オートクレーブ内で、加圧された流体の噴流を方向づけるよう配置された複数の切断ノズルへ、前記加圧された流体を供給する段階と
   を備え、
   前記円筒オートクレーブは、側壁と２つの端部とを有し、
   前記複数の切断ノズルは、複数の列にグループ化され、前記複数の列それぞれの前記複数の切断ノズルは、長手方向に互いに離間され、前記複数の列は、周方向に互いに離間され、
   前記複数の列それぞれの前記複数の切断ノズルは、前記オートクレーブの前記側壁から内側へ突出する径方向ブレードに隣接して設置され、
   前記２つの端部の少なくとも１つが、開かれると前記オートクレーブへのアクセスを可能とし、密閉されると前記オートクレーブの加圧を可能にするハッチによって終端される、前記使用済みの吸収性衛生用品を処理する方法。
4. 回転式円筒オートクレーブを提供する段階と、
   閉じられた使用済みの吸収性衛生用品を前記オートクレーブへロードする段階と、
   前記オートクレーブを、滅菌温度に達するよう加熱および加圧し、同時に、前記オートクレーブを、前記オートクレーブの長手方向軸の周りを回転するよう駆動する段階と、
   前記オートクレーブ内で、加圧された流体の噴流を方向づけるよう配置された複数の切断ノズルへ、前記加圧された流体を供給する段階と
   を備え、
   前記円筒オートクレーブは、側壁と２つの端部とを有し、
   前記複数の切断ノズルは、複数の列にグループ化され、前記複数の列それぞれの前記複数の切断ノズルは、長手方向に互いに離間され、前記複数の列は、周方向に互いに離間され、
   前記複数の切断ノズルの前記複数の列は、回転式ヘッダーによって前記オートクレーブの外部にある加圧循環路と繋がれ、
   前記加圧循環路は、コントローラを含んでおり、
   前記コントローラは、前記オートクレーブの回転位置を検出する回転位置センサーが出力する信号に応じて、前記複数の切断ノズルの前記複数の列へ選択的に前記加圧された流体が供給されるよう制御し、
   前記２つの端部の少なくとも１つが、開かれると前記オートクレーブへのアクセスを可能とし、密閉されると前記オートクレーブの加圧を可能にするハッチによって終端される、前記使用済みの吸収性衛生用品を処理する方法。

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