JP7115933B2 - 高吸水性ポリマーの再生方法、高吸水性リサイクルポリマーの製造方法、及びアルカリ金属イオン供給源の使用 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、使用済みの体液吸収性物品から被吸収液を吸収した吸水性樹脂を取り出し、洗浄および脱水処理を行う吸水性樹脂の再生方法であって、洗浄及び/又は脱水処理が、該吸水性樹脂が吸収した被吸収液を排出する環境に置く操作を含むことを特徴とする吸水性樹脂の再生方法が記載されている。
使用済の衛生用品から再生された高吸水性ポリマーを、吸水性の許容度の狭い用途、例えば、衛生用品に再利用する場合には、衛生用品の吸水性に悪影響を与えないために、再生された高吸水性ポリマーを低比率(例えば、衛生用品に含まれる高吸水性ポリマーの10~30質量%)で、バージンの高吸水性ポリマーに混入して用いる必要が有ると考えられる。なお、現状、使用済の衛生用品から再生された高吸水性ポリマーを、衛生用品に再利用する事業は一般的に行われていない。
従って、特許文献1に記載の再生方法により再生された吸収性樹脂は、吸水性が調整されたものではないことから、衛生用品に再利用するためには、衛生用品の吸水性を阻害しないように、低比率、例えば、10~30質量%で混入して用いる必要が有る。
・「吸収倍率」
本明細書において、「吸収倍率」は、以下の通り測定される。
(1)湿潤状態にある高吸水性ポリマー又は高吸水性リサイクルポリマーを、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)表面に付着した水分を除去した高吸水性ポリマー又は高吸水性リサイクルポリマーを、50℃で180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。
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。
[態様1]
酸により不活化された高吸水性ポリマーを、予め定められた吸水性を有する高吸水性リサイクルポリマーに再生する方法であって、
酸基を有し、酸により不活化された高吸水性ポリマーを準備する準備ステップ、
上記酸により不活化された高吸水性ポリマーを含む再生用水溶液に、アルカリ金属イオンを供給可能なアルカリ金属イオン供給源を添加し、上記酸により不活化された高吸水性ポリマーから、湿潤状態における上記高吸水性リサイクルポリマーを形成する高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ、
湿潤状態における上記高吸水性リサイクルポリマーを乾燥し、上記予め定められた吸水性を有する高吸水性リサイクルポリマーを形成する乾燥ステップ、
を含む、上記方法。
上記予め定められた吸水性が、脱イオンに対する、100~400倍(g/g)の吸収倍率の任意の値である、態様1に記載の方法。
上記再生方法では、予め定められた吸水性が所定の吸収倍率の任意の値であるため、高吸水性リサイクルポリマーを、吸水性の低い高吸水性ポリマーが好ましい用途(例えば、軽失禁パッド、生理用ナプキン等)から、吸水性の高い高吸水性ポリマーが好ましい用途(例えば、使い捨ておむつ等)のいずれにも用いることができる。
上記アルカリ金属イオン供給源が、アルカリ金属の水酸化物、又はアルカリ金属の水酸化物と、上記高吸水性ポリマーの酸基よりも酸解離定数の大きな酸との塩である、態様1又は2に記載の方法。
上記再生方法では、アルカリ金属イオン供給源が、所定の化合物であるため、再生される高吸水性リサイクルポリマーの吸水性を簡易に調整することができる。
上記アルカリ金属イオンが、リチウムイオン、ナトリウムイオン及びカリウムイオン、並びにそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、態様1~3のいずれか一項に記載の方法。
上記再生方法では、所定の群から選択されるため、高吸水性リサイクルポリマーが、吸水性に優れる。
上記予め定められた吸水性を、上記再生用水溶液のpHを制御することにより調整する、態様1~4のいずれか一項に記載の方法。
上記再生方法では、予め定められた吸水性を、再生用水溶液のpHを制御することにより調整するので、再生すべき高吸水性ポリマーの量が不明な場合であっても、高吸水性リサイクルポリマーの吸水性を簡易に調整することができる。
上記再生用水溶液のpHを、5.0~9.0(25℃)に調整する、態様5に記載の方法。
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、予め定められた吸水性を有する高吸水性リサイクルポリマー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、酸により不活化された高吸水性ポリマーを形成する不活化ステップ、
上記酸により不活化された高吸水性ポリマーを含む再生用水溶液に、アルカリ金属イオンを供給可能なアルカリ金属イオン供給源を添加し、上記酸により不活化された高吸水性ポリマーから、湿潤状態における上記高吸水性リサイクルポリマーを形成する高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ、
湿潤状態における上記高吸水性リサイクルポリマーを乾燥し、上記予め定められた吸水性を有する高吸水性リサイクルポリマーを形成する乾燥ステップ、
を含むことを特徴とする、上記方法。
上記アルカリ金属イオン供給源が、アルカリ金属の水酸化物、又はアルカリ金属の水酸化物と、上記高吸水性ポリマーの酸基よりも酸解離定数の大きな酸との塩である、態様7に記載の方法。
上記製造方法では、アルカリ金属イオン供給源が、所定の化合物であるため、再生される高吸水性リサイクルポリマーの吸水性を簡易に調整することができる。
上記予め定められた吸水性を、上記再生用水溶液のpHを制御することにより調整する、態様7又は8に記載の方法。
上記再生用水溶液のpHを、5.0~9.0(25℃)に調整する、態様9に記載の方法。
上記高吸水性リサイクルポリマー形成ステップにおいて、上記酸含有水溶液を、上記再生用水溶液として用い、上記再生用水溶液のpHを、5.0~7.0(25℃)に調整する、態様9又は10に記載の方法。
上記再生用水溶液が、中性水溶液又はアルカリ性水溶液であり、上記高吸水性リサイクルポリマー形成ステップにおいて、上記酸により不活化された高吸水性ポリマーを上記再生用水溶液に浸漬し、上記再生用水溶液のpHを7.0超且つ9.0以下に調整する、態様9又は10に記載の方法。
アルカリ金属イオンを供給可能なアルカリ金属イオン供給源の、酸により不活化された高吸水性ポリマーを、予め定められた吸水性を有する高吸水性リサイクルポリマーに再生するための使用であって、
酸基を有し、上記酸により不活化された高吸水性ポリマーを含む再生用水溶液に、上記アルカリ金属イオン供給源を添加し、前記酸により不活化された高吸水性ポリマーから、湿潤状態における上記高吸水性リサイクルポリマーを形成する高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ、
を含む、上記使用。
上記アルカリ金属イオン供給源が、アルカリ金属の水酸化物、又はアルカリ金属の水酸化物と、上記高吸水性ポリマーの酸基よりも酸解離定数の大きな酸との塩である、態様13に記載の使用。
上記使用では、アルカリ金属イオン供給源が、所定の化合物であるため、再生される高吸水性リサイクルポリマーの吸水性を簡易に調整することができる。
なお、説明のしやすさの観点から、最初に、(2)高吸水性リサイクルポリマーの製造方法を説明し、(1)高吸水性ポリマーの再生方法及び(3)アルカリ金属イオン供給源の使用については、(2)高吸水性リサイクルポリマーの製造方法と異なる点について説明する。
高吸水性リサイクルポリマーの製造方法は、以下のステップを含む。
・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、酸により不活化された高吸水性ポリマーを形成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)
・酸により不活化された高吸水性ポリマーを含む再生用水溶液に、アルカリ金属イオンを供給可能なアルカリ金属イオン供給源を添加し、湿潤状態における高吸水性リサイクルポリマーを形成する高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ(以下、「高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ」と称する場合がある)
・湿潤状態における高吸水性リサイクルポリマーを乾燥し、予め定められた吸水性を有する高吸水性リサイクルポリマーを形成する乾燥ステップ(以下、「乾燥ステップ」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、酸により不活化された高吸水性ポリマー(以下、酸により不活化された高吸水性ポリマーを、「酸不活化高吸水性ポリマー」と称する場合がある)を形成する。
なお、本明細書において、pHは、25℃における値を意味する。また、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、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。
上記パルプ繊維は、衛生用品に含まれうるものであれば、特に制限されない。
電気化学便覧によると、主要な化合物の酸解離定数(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。
本願発明者は、水を吸収した高吸水性ポリマーを、酸含有水溶液中に入れると、マイナスに帯電した親水性基(例えば、-COO-)がプラスに帯電した水素イオン(H+)によって中和される(例えば、-COOH)ため、親水性基のイオン反発力が弱まり、吸水力が低下し、高吸水性ポリマーが脱水されることを見いだした。
具体的には、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℃である。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。
高吸水性リサイクルポリマー形成ステップでは、酸不活化高吸水性ポリマーを含む再生用水溶液に、アルカリ金属イオンを供給可能なアルカリ金属イオン供給源を添加し、湿潤状態における高吸水性リサイクルポリマーを形成する。
なお、本明細書では、不活化された高吸水性ポリマーをリサイクルすることにより得られた高吸水性ポリマーを、「高吸水性リサイクルポリマー」と称する。
上記アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム、並びにそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
上記塩におけるアルカリ金属の水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム、並びにそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
上記塩における酸としては、特に制限されず、例えば、「不活化ステップ」において列挙される酸(例えば、塩酸、硫酸)、炭酸等が挙げられる。
また、炭酸以外の上記酸は、湿潤状態における前記高吸水性リサイクルポリマーのpHにもよるが、例えば、湿潤状態における高吸水性リサイクルポリマーが酸性pHにある場合には、湿潤状態における高吸水性リサイクルポリマー、乾燥状態における高吸水性リサイクルポリマー等に抗菌性を付与することができる。
上記酸性物質、アルカリ性物質又は緩衝物質(緩衝溶液)は、アルカリ金属イオン供給源が、再生用水溶液のpHを変化させにくい場合(例えば、アルカリ金属イオン供給源が、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム等である場合)、再生用水溶液のpHを変化させたくない場合等に好ましい。
上記アルカリ性物質としては、脱イオン水のpHをアルカリ性(7.0<pH)にできるものであれば特に制限されず、当技術分野で公知のものを採用することができ、例えば、アルカリ金属の水酸化物又はその塩、アルカリ土類金属の水酸化物又はその塩等が挙げられ、高吸水性ポリマーを不活化させにくくする観点から、アルカリ金属の水酸化物又はその塩であることが好ましい。アルカリ金属の水酸化物又はその塩については、上述の通りである。
上記緩衝物質(緩衝溶液)としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び水を含む炭酸-重炭酸緩衝溶液が挙げられる。
また、概ね中性の水溶液又はアルカリ性水溶液である再生用水溶液に、アルカリ金属イオン供給源を、そのまま又は水溶液として添加することにより、湿潤状態における高吸水性リサイクルポリマーを形成することが好ましい。
アルカリ金属イオン供給源として、アルカリ金属の水酸化物を再生用水溶液に添加する場合には、アルカリ金属の水酸化物は水溶液であることが好ましく、そして当該水溶液は、水酸化物イオンの濃度が、好ましくは0.1~5.0mol/L、より好ましくは0.3~3.0mol/L、そして好ましくは0.4~1.0mol/Lとなるような濃度で、再生用水溶液に添加される。再生用水溶液のpH、ひいては高吸水性リサイクルポリマーの吸水性の調整しやすさの観点からである。
乾燥ステップでは、湿潤状態における高吸水性リサイクルポリマーを乾燥し、予め定められた吸水性を有する高吸水性リサイクルポリマーを形成する。
上記予め定められた吸水性は、特に制限されるものではないが、高吸水性リサイクルポリマーの実用性を考慮すると、吸収倍率として、脱イオン水に対して、好ましくは100倍(g/g)以上、より好ましくは200倍(g/g)以上、そしてさらに好ましくは300倍(g/g)以上の任意の値を有する。
また、高吸水性リサイクルポリマーを含む再生用水溶液から、固液分離可能な装置を用いて、高吸水性リサイクルポリマーを再生用水溶液から分離することもできる。上記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。
また、分離された高吸水性リサイクルポリマーは、乾燥前に、親水性有機溶媒と接触(例えば、親水性有機溶媒に浸漬)させることにより、分離された高吸水性リサイクルポリマーに含まれる水分を、好ましくは100倍(g/g)以下、より好ましくは70倍(g/g)以下、そしてさらに好ましくは50倍(g/g)以下の吸収倍率まで脱水することができる。そうすることにより、乾燥の温度を低下させ、そして/又は乾燥の時間を低減させることができる。
分離された高吸水性リサイクルポリマーを、乾燥前に、親水性有機溶媒と接触させる場合には、上記乾燥温度を低く、例えば、室温~60℃とすることができる。
乾燥ステップは、例えば、30~300分間実施することができる。
乾燥ステップは、高吸水性リサイクルポリマーの乾燥減量が、好ましくは15%以下(2.0g,105℃,3時間)となるように実施することが好ましい。高吸水性リサイクルポリマーの利用の観点からである。
上記乾燥減量は、厚生労働省が2015年3月25日付で、薬食審査発0325第24号として通知された「生理処理用品材料規格について」に別紙として添付される「生理処理用品材料規格」の<2.一般試験法>の「7.乾燥減量試験法」に従って測定される。
高吸水性ポリマーの再生方法は、以下のステップを含む。
・酸基を有し、酸により不活化された高吸水性ポリマーを準備する準備ステップ(以下、「準備ステップ」と称する場合がある)
・酸により不活化された高吸水性ポリマーを含む再生用水溶液に、アルカリ金属イオンを供給可能なアルカリ金属イオン供給源を添加し、湿潤状態における高吸水性リサイクルポリマーを形成する高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ(以下、「高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ」と称する場合がある)
・湿潤状態における高吸水性リサイクルポリマーを乾燥し、予め定められた吸水性を有する高吸水性リサイクルポリマーを形成する乾燥ステップ(以下、「乾燥ステップ」と称する場合がある)
準備ステップでは、酸基を有する酸不活化高吸水性ポリマーを準備する。
上記酸不活化高吸水性ポリマーは、酸により不活化されたものであれば、特に制限されず、例えば、本明細書の「高吸水性リサイクルポリマーの製造方法」の「不活化ステップ」の箇所で説明されるようにして準備することができる。
また、酸不活化高吸水性ポリマーには、上述のもの以外に、使用済の衛生用品に含まれる高吸水性ポリマーを、多価金属塩、例えば、アルカリ土類金属塩を用いて不活化し、次いで、酸で処理されたものも含まれる。
本開示の再生方法における「高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ」及び「乾燥ステップ」は、それぞれ、「高吸水性リサイクルポリマーの製造方法」における「高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ」及び「乾燥ステップ」と同様であるため、説明を省略する。
アルカリ金属イオン供給源の使用は、以下のステップを含む。
・酸基を有し、酸により不活化された高吸水性ポリマーを含む再生用水溶液に、アルカリ金属イオンを供給可能なアルカリ金属イオン供給源を添加し、湿潤状態における高吸水性リサイクルポリマーを形成する高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ(以下、「高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ」と称する場合がある)。
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、第2分離装置17と、第3分離装置18と、酸化剤処理装置19と、第4分離装置20とを備える。
第2分離装置17は、例えば、ドラムスクリーン分離機、具体的には、東洋スクリーン株式会社製のドラムスクリーン脱水機が挙げられる。
第3分離装置18としては、例えば、スクリュープレス脱水機、具体的には、川口精機株式会社製のスクリュープレス脱水機が挙げられる。
なお、酸化剤処理装置は、他の酸化剤、例えば、二酸化塩素、過酸(例えば、過酢酸)、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素を用いて、酸不活化高吸水性ポリマーを分解することができる。
なお、酸含有水溶液のpHは、酸不活化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、温度:25±5℃及び湿度:65±5%RHの恒温恒湿室において、質量比で150倍量の生理食塩水に10分間浸漬した。
なお、浸漬した高吸水性ポリマーの吸収倍率(生理食塩水)を本明細書に記載の方法に従って測定したところ、吸収倍率(生理食塩水)は、86.6(g/g)であった。
また、「質量比で150倍量の生理食塩水」を、『質量比で1,000倍の脱イオン水』に変更して吸収倍率(脱イオン水)を測定したところ、吸収倍率(脱イオン水)は約600倍(g/g)であった。
次いで、酸不活化高吸水性ポリマーを、上記バッグごと、再生用水溶液としての500mLの脱イオン水を充填した1Lのビーカーに入れ、撹拌しながら、1.0mol/LのNaOH水溶液を0.1mL添加した。NaOHの添加から10分後に、ビーカーから上記バッグを取り出し、再生用水溶液のpHを測定し、バッグ内の高吸水性ポリマー(高吸水性リサイクルポリマー)の吸収倍率を測定した。結果を図4に示す。
1.0mol/LのNaOH水溶液の添加量を、0.2mL,0.3mL,0.4mL,0.5mL,0.6mLに変更した以外は、実施例1と同様にして、再生用水溶液のpH及び高吸水性ポリマー(高吸水性リサイクルポリマー)の吸収倍率(g/g)を測定した。NaOH水溶液の添加量と、pH及び吸収倍率(g/g)との関係を図4に示し、そしてpHと、吸収倍率(g/g)との関係を、図5に示す。
実施例1において、NaOH水溶液を添加する前の再生用水溶液のpHを測定した。結果を、NaOHの添加量が0mLの際のpHの値として図4に示す。また、実施例1において、脱イオン水を充填したlLのビーカーに入れる前の、酸不活化高吸水性ポリマーの吸収倍率を、NaOHの添加量が0mLの際の吸収倍率の値として図4に示す。
実施例1に従って酸不活化高吸水性ポリマーを準備し、準備した酸不活化高吸水性ポリマー450gを、ポリテトラフルオロエチレン製のバッグに入れ、酸不活化高吸水性ポリマーをバッグごと、500mLの脱イオン水を充填した1Lのビーカーに入れ、ビーカーを撹拌しながら、Na2CO3を所定量ビーカーに添加し、Na2CO3の添加から10分後に、ビーカーから上記バッグを取り出し、バッグ内の高吸水性ポリマー(高吸水性リサイクルポリマー)の吸収倍率を測定した。結果を図6に示す。なお、実施例7では、Na2CO3の所定量を代えて複数回の実験を行った。
なお、図6では、横軸は、Na2CO3のモル濃度(mmol/L)であり、そして縦軸は、高吸水性リサイクルポリマーの吸収倍率(g/g)である。
Na2CO3をNaHCO3に変更した以外は、実施例7に従って、高吸水性ポリマー(高吸水性リサイクルポリマー)の吸収倍率を測定した。結果を図6に示す。なお、図6では、横軸は、NaHCO3のモル濃度(mmol/L)である。
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、温度:25±5℃及び湿度:65±5%RHの恒温恒湿室において、人工尿(イオン交換水10Lに、尿素200g、塩化ナトリウム80g、硫酸マグネシウム8g、塩化カルシウム3g及び色素:青色1号約1gを溶解させることにより調製した)が充填されている容器(容器には、未使用品の高吸水性ポリマーの質量比の約1000倍量の人工尿が充填されている)に30分間浸漬し、浸漬後の高吸水性ポリマーを、ネット上で10分間静置した。
なお、用いられた親水性有機溶媒は、メタノール、エタノール、アセトン又はアセトニトリルであり、対照として、親水性有機溶媒に浸漬しないものを準備した。
乾燥状態における高吸水性リサイクルポリマーを、脱イオン水が充填されている容器(容器には、未使用品の高吸水性ポリマーの質量比の約1000倍量の脱イオン水が充填されている)に30分間浸漬し、浸漬後の高吸水性リサイクルポリマーを、ネット上で10分間静置し、吸収倍率(乾燥後)を測定した。結果を、表1に示す。
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 第2分離装置
18 第3分離装置
19 酸化剤処理装置
20 第4分離装置
S1 不活化ステップ
S2 除去ステップ
S3 高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ
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 第2分離工程
P18 第3分離工程
P19 酸化剤処理工程
P20 第4分離工程
Claims (12)
- 酸により不活化された高吸水性ポリマーを、予め定められた吸水性を有する高吸水性リサイクルポリマーに再生する方法であって、
酸基を有し、酸により不活化された高吸水性ポリマーを準備する準備ステップ、
前記酸により不活化された高吸水性ポリマーを含む再生用水溶液に、アルカリ金属イオンを供給可能なアルカリ金属イオン供給源を添加し、前記酸により不活化された高吸水性ポリマーから、湿潤状態における前記高吸水性リサイクルポリマーを形成する高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ、
湿潤状態における前記高吸水性リサイクルポリマーを乾燥し、前記予め定められた吸水性を有する高吸水性リサイクルポリマーを形成する乾燥ステップ、
を含み、
前記予め定められた吸水性を、前記再生用水溶液のpHを制御することにより調整する、
ことを特徴とする、前記方法。 - 前記予め定められた吸水性が、脱イオンに対する、100~400倍(g/g)の吸収倍率の任意の値である、請求項1に記載の方法。
- 前記アルカリ金属イオン供給源が、アルカリ金属の水酸化物、又はアルカリ金属の水酸化物と、前記高吸水性ポリマーの酸基よりも酸解離定数の大きな酸との塩である、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記アルカリ金属イオンが、リチウムイオン、ナトリウムイオン及びカリウムイオン、並びにそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記再生用水溶液のpHを、5.0~9.0(25℃)に調整する、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 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、予め定められた吸水性を有する高吸水性リサイクルポリマー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、酸により不活化された高吸水性ポリマーを形成する不活化ステップ、
前記酸により不活化された高吸水性ポリマーを含む再生用水溶液に、アルカリ金属イオンを供給可能なアルカリ金属イオン供給源を添加し、前記酸により不活化された高吸水性ポリマーから、湿潤状態における前記高吸水性リサイクルポリマーを形成する高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ、
湿潤状態における前記高吸水性リサイクルポリマーを乾燥し、前記予め定められた吸水性を有する高吸水性リサイクルポリマーを形成する乾燥ステップ、
を含み、
前記予め定められた吸水性を、前記再生用水溶液のpHを制御することにより調整する、
ことを特徴とする、前記方法。 - 前記アルカリ金属イオン供給源が、アルカリ金属の水酸化物、又はアルカリ金属の水酸化物と、前記高吸水性ポリマーの酸基よりも酸解離定数の大きな酸との塩である、請求項6に記載の方法。
- 前記再生用水溶液のpHを、5.0~9.0(25℃)に調整する、請求項6又は7に記載の方法。
- 前記高吸水性リサイクルポリマー形成ステップにおいて、前記酸含有水溶液を、前記再生用水溶液として用い、前記再生用水溶液のpHを、5.0~7.0(25℃)に調整する、請求項6~8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記再生用水溶液が、中性水溶液又はアルカリ性水溶液であり、前記高吸水性リサイクルポリマー形成ステップにおいて、前記酸により不活化された高吸水性ポリマーを前記再生用水溶液に浸漬し、前記再生用水溶液のpHを7.0超且つ9.0以下に調整する、請求項6~9のいずれか一項に記載の方法。
- アルカリ金属イオンを供給可能なアルカリ金属イオン供給源の、酸により不活化された高吸水性ポリマーを、予め定められた吸水性を有する高吸水性リサイクルポリマーに再生するための使用であって、
酸基を有し、前記酸により不活化された高吸水性ポリマーを含む再生用水溶液に、前記アルカリ金属イオン供給源を添加し、前記酸により不活化された高吸水性ポリマーから、湿潤状態における前記高吸水性リサイクルポリマーを形成する高吸水性リサイクルポリマー形成ステップ、
を含み、
前記予め定められた吸水性を、前記再生用水溶液のpHを制御することにより調整する、
ことを特徴とする、前記使用。 - 前記アルカリ金属イオン供給源が、アルカリ金属の水酸化物、又はアルカリ金属の水酸化物と、前記高吸水性ポリマーの酸基よりも酸解離定数の大きな酸との塩である、請求項11に記載の使用。
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JP2003326161A (ja) | 2002-03-06 | 2003-11-18 | Nippon Shokubai Co Ltd | 吸水性樹脂の再生方法および吸水剤 |
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JP2003326161A (ja) | 2002-03-06 | 2003-11-18 | Nippon Shokubai Co Ltd | 吸水性樹脂の再生方法および吸水剤 |
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