KR20130059283A - 흡수성 위생용품을 재생하기 위한 방법 - Google Patents

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얀 케이. 미카레크
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Abstract

사용한 흡수성 위생용품을 처리하기 위한 방법은
- 내부표면(22)과 두 단부들을 가지는 회전식 원통형 오토클레이브(14)를 형성하는 단계;
상기 두 개의 단부들 중 적어도 한 개의 구성이, 상기 오토클레이브(14)로 접근할 수 있도록 개방될 수 있고, 상기 오토클레이브(14)를 가압할 수 있도록 밀봉상태로 밀폐되는 해치(18, 20)내에서 종료되며,
- 상기 오토클레이브(14)에 밀폐된 흡수성 위생용품을 채우는 단계;
- 상기 오토클레이브(14)를 살균온도로 가열하고 가압하며, 동시에 오토클레이브의 세로 축(A) 주위에서 상기 오토클레이브(14)를 회전구동하는 단계;
- 오토클레이브(14) 내부에서 상기 흡수성 위생용품을 열적 물리적으로 용이하게 파괴하도록 형성된 고밀도 손상 요소 덩어리를 제공하는 단계를 포함하여 구성된다.

Description

흡수성 위생용품을 재생하기 위한 방법{PROCESS FOR RECYCLING ABSORBENT SANITARY PRODUCTS}
본 발명은 사용한 흡수성 위생용품(absorbent sanitary product)을 재생하기 위한 방법에 관한 것이다.
"흡수성 위생용품"이라 함은 일반적으로 아기용 기저귀, 실금(incontinence) 흡수성 패드, 숙녀용 위생패드, 침대 매트 등과 같은 일회용 흡수성 제품을 의미한다.
흡수성 위생용품들은 일반적으로 광범위한 다른 물질들로 구성되고, 이들은 플라스틱 물질, 셀룰로스 플러프(ellulose fluff), 초흡수성 폴리머, 비직조식(non-woven) 직물 시트 등을 포함한다.
흡수성 위생용품들은 플라스틱 및 셀룰로스와 같은 고품질 물질을 포함하는데, 새로운 생산 사이클에서 이들을 사용하기 위해 상기 물질을 재생하거나 에너지를 생산하기 위해 상기 물질를 재생하는 것이 바람직하다.
현재, 사용한 흡수성 위생용품들은, 분리수거되지 않은 쓰레기(undifferentiated waste)로 처리되어 쓰레기 처리장으로 보내진다. 사용한 흡수성 위생용품의 구성물질들은 다양한 물질들(셀룰로스 섬유, 초흡수성 폴리머, 플라스틱 물질 시트 등)이 직접적으로 서로 결합되어 있기 때문에 일차적으로 바로 재생되지 못하고, 상기 물질들을 분리하기 위하여, 상기 용품들의 완전한 파괴작업의 수행이 필요하게 된다. 또한, 사용한 흡수성 위생용품은 유기성 배설물(organic excretions) 및 박테리아를 포함하며, 상기 물질을 재생하기 전에 상기 용품의 살균과정을 수행해야 한다.
상기와 같은 이유로, 사용한 흡수성 위생용품들은 분리 수집(differentiated collection)을 위한 재생가능한 쓰레기 제품에 포함되지 못한다. 흡수성 위생용품은 전체 도시 고형 쓰레기의 약 2 내지 3%를 구성하는 것으로 추산된다. 그러나, 상기 쓰레기들은 높은 분리율(percentage of differentiation)(전체 쓰레기의 60%이상의 분리쓰레기 비율)로 분리수집되지만, 분리되지 않은 잔류 부분으로 구성되는 남은 부분에 대한 흡수성 위생 제품의 비율은 약 20%까지 상승한다.
재생할 수 없는 쓰레기의 잔여 부분에 대한 흡수성 위생용품의 높은 비율은 흡수성 위생용품의 구성물질들을 효과적이고 경제적이며 편리한 방법으로 재생하도록 흡수성 위생용품의 처리할 수 있게 하는 장비와 방법을 절실하게 요구한다.
사용한 흡수성 위생용품을 처리하기 위해 현재까지 공지된 기술은 그다지 만족스럽지 못하다. 최초로 공지된 기술에 따르면, 사용한 흡수성 위생용품을 물, 알칼리(alkalis) 및 비누로 세척하고 세척작업동안 플라스틱으로부터 셀룰로스를 분리하는 작업을 수행하는 양태를 보인다. 상기 기술의 예시는 문헌 WO 94/20668 호 및 WO 96/27045 호에 공개되어 있다.
문헌 제 US 5292075 호에는 더러운 흡수성 위생용품들이 미리 분쇄되는 방법이 공개되어 있다. 그후 분쇄된 물질은, 내부에서 플라스틱 물질를 차단하며 천공된 원통형 드럼을 포함하는 세척기에서 세척되고, 그후 셀룰로스 펄프를 포함한 물질이 탈수된다.
상기 흡수성 위생용품을 처리하는 기술은, 실제로 수행에 문제점을 가지는 데, 이는 세척수가 겔상태로 되는(gelified) 초흡수성 폴리머와 유기성 잔류물과 같은 상당한 양의 오염물을 포함할 수 있기 때문이다. 상기 유기성 잔류물은 처리작업시 문제점을 가진다. 또한 세척작업후에 셀룰로스의 건조작업을 위한 에너지 소비가 많다.
발생되는 또 다른 어려움은, 사용한 흡수성 위생용품은 일반적으로 접혀진 상태로 처리되고 밀착되어 팩(pack)을 형성하여, 흡수성 위생용품의 외부 플라스틱 층은 불투과성 장애물을 형성하는데에서 비롯된다. 흡수성 위생용품들이 던져진 상태로 처리되면, 외부의 불투과성 층은 흡수성 위생용품의 효과적인 살균작업을 방해한다. 다른 한편, 문헌 US 5292075 호에 공개된 예비적인 처리를 위해, 유기성 배설물, 박테리아 및 오염물을 다량 포함한 위생용품을 분쇄해야 한다.
문헌 JP 2004113915 호에 공개되고 흡수성 폴리머를 포함한 기저귀(diaper)를 위한 방법에 의하면, 사용한 기저귀들이 톱밥과 함께 가압밀폐용기내에 세팅된다. 상기 용기내에서, 상기 기저귀는 미리 설정된 시간동안 고온 및 고압에서 스팀으로 처리된다. 스팀처리는 15 내지 25 기압 및 150 내지 250℃에서 수행된다. 상기 문헌에 의하면, 상기 처리과정이 완료되면 흡수성 위생용품이 발효과정(fermentation) 후에 비료로 이용된다.
문헌 WO 2010/065088 호에 의하면, 스팀을 이용하여 쓰레기를 건조하는 도시의 고형 쓰레기의 처리를 위한 오토클레이브(autoclave)가 설명된다. 문헌 WO 2010/065088 호에 설명된 장치는 회전식 원통형 오토클레이브를 포함하고, 상기 오토클레이브는 오토클레이브에 접근하기 위해 개방되고 오토클레이브를 가압할 수 있도록 밀봉상태로 밀폐될 수 있는 적어도 한 개의 해치(hatch), 상기 오토클레이브내부에 수용된 쓰레기와 직접 접촉하는 접촉 스팀을 위한 입구 및, 비접촉 스팀(non- contact steam)을 전달하고 오토클레이브의 내부표면으로부터 돌출하며 비접촉 스팀을 공급받는 복수 개의 직선형 중공 블레이드들을 가진다. 상기 장치에 의해 상기 오토클레이브내부에서 처리되는 동안 도시의 고형 쓰레기의 살균과 건조작업이 가능하다. 상기 문헌 WO 2010/065088 호에 설명된 장치는, 분리되지 않은 도시의 고형 쓰레기를 처리하기 위해 개발되었고 흡수성 위생용품의 구성물질를 살균, 건조 및 분리작업을 위한 구체적인 설명을 포함하지 않는다.
본 발명의 목적은, 상기 구성물질들을 재생하기 위해 사용한 흡수성 위생용품을 살균, 건조 및 파괴할 수 있는 사용한 흡수성 위생용품을 처리하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 상기 목적은 청구범위 제 1 항의 주제를 형성하는 특징을 가지는 방법에 의해 달성된다.
청구범위는 본 발명과 관련하여 제공되는 설명의 일체를 형성한다.
본 발명은 비제한적인 예시로 제공된 첨부된 도면들을 참조로 하기에 상세히 설명된다.
도 1은 쓰레기를 처리하기 위한 회전식 오토클레이브(autoclave)를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 오토클레이브의 단면도.
도 1을 참조하면, 사용한 흡수성 위생용품을 처리하기 위한 회전식 오토클레이브 장치(10)가 도시된다. 상기 장치(10)는, 세로 축(A) 주위에서 회전하는 원통형 오토클레이브(14)를 가진 정지구조(12)를 포함한다. 상기 장치(10)는 상기 오토클레이브(14)를 축(A) 주위에서 회전구동시키는 구동장치(도면에 미도시)를 포함한다. 지지구조(12)는 수평축에 대해 상기 오토클레이브(14)의 경사를 변화시키기 위한 작동기(16)를 가질 수 있고, 상기 작동기는 상기 오토클레이브(14)가 부하/무부하 위치와 작업위치사이에서 기울어질 수 있도록 한다. 상기 오토클레이브(14)는 두 개의 단부들을 가지고, 상기 단부들 중 적어도 하나는 상기 오토클레이브의 내부공간으로 접근할 수 있도록 개방되고 상기 내부공간을 가압하기 위해 밀봉상태로 밀폐되는 해치(hatch)내에서 종료된다. 도시된 실시예에서 개방될 수 있는 두 개의 해치(18,20)들은 예를 들어 처리해야할 제품들을 상기 오토클레이브에 채우고 처리된 제품들을 비우기 위해 이용될 수 있다. 선택적으로, 제품을 채우고 비우기 위해 이용될 수 있고 작동가능한 단일 해치가 사용될 수 있다.
상기 장치(10)는 흡수성 위생용품을 살균온도까지 가열하기 위해 상기 오토클레이브(14)를 가열 및 가압하기 위한 회로를 포함한다.
상기 해치(18,20)는 접촉스팀과 비접촉 스팀의 유출입을 위한 각각의 회전식 커넥터(34,36)를 가진다. 스팀을 가열하는 흐름은 오토클레이브(14)의 내부 체적을 가압하고 처리되는 제품과 직접 접촉하는 접촉 스트림(44)의 흐름과 오토클레이브(14)의 내부 벽에 위치한 덕트를 가로지르는 비접촉스팀(42)의 흐름으로 나누어질 수 있다. 배출 커넥터(36)에서, 상기 비접촉 스팀(42)의 흐름과 접촉스팀(44)의 흐름은 예를 들어 문헌 WO 2010/065088 호에 설명된 것처럼 나누어지고 개별적으로 처리된다.
통상, 흡수성 위생용품들은 셀룰로스 섬유와 초흡수성 폴리머로된 흡수 코어(absorbent core)를 포함한다. 상기 흡수 코어는 대개 서로 연결된 두 시트의 플라스틱 물질사이에 포함된다. 통상 후방 시트는 불투과성인 반면, 상부 시트는 다공성이다. 일반적으로 사용한 흡수성 위생용품은 접혀져서 불투과성 후방시트내에서 팩(pack) 형태로 제품을 둘러싸게 된다. 대개, 접혀진 흡수성 위생용품을 밀폐하기위해 접착성 탭(tab)들이 제공된다. 따라서 유기성 배설물이 불투과성 플라스틱 물질의 밀봉 시트내에 수용된다.
본 발명에 따른 장치(10)는 즉, 미리 흡수성 위생용품을 개방하기 위한 사전처리작업없이 팩을 형성하도록 닫힌 형태로 수집된 흡수성 위생용품의 처리하기 위한 것이다.
상기 오토클레이브(14)내에서 처리되는 동안 효과적으로 건조 및 살균되기 위해서는 모든 유기성 물질이 오토클레이브(14)내의 모든 지점에서 살균온도로 노출되도록 제품이 파괴되야 한다. 완전한 살균을 달성하고 셀룰로스 섬유로부터 플라스틱을 분리하기 위해서는 흡수성 위생용품의 파괴가 절대적으로 필요하다.
도 2를 참조하면, 작동시 오토클레이브는 흡수성 위생용품(46)과 고밀도 손상요소(tearing element, 48)가 채워진다. 상기 오토클레이브(14)는 그후 밀봉되고 접촉 스팀에 의해 가압된다. 동시에 오토클레이브는 비접촉 스팀에 의해 가열된다. 오토클레이브가 한번 가열되고 가압되면 축 A 에 대해 회전구동된다. 오토클레이브(14)내부에는 오토클레이브의 내부벽으로 부터 돌출하는 방사형 블레이드(50)가 형성될 수 있다.
고밀도 손상요소(48)는 열을 전달하고 흡수성 위생용품(46)을 파괴를 용이하게 할 수 있다. 손상요소(48)는 열전도성 물질, 특히 금속물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 손상요소(48)는 예를들어 석재 또는 스크류, 볼트, 길이를 가진 L-섹션 강 등과 같은 작고 날카로운 대상물로 이루어진다.
상기 손상요소(48)는 오토클레이브(14)의 가열된 벽으로부터 열을 흡수한다. 오토클레이브(14)가 회전하는 동안, 흡수성 위생용품 덩어리는 오토클레이브의 벽에 의해 상부로 올라가 그후 중심을 향해 떨어져서, 손상요소가 흡수성 위생용품(46)의 덩어리의 상부로 하강하게 된다.
손상요소(48)는 하중을 가지기 때문에 오토클레이브(14)의 하부에 적층되어 오토클레이브의 벽에 도달하는 흡수성 위생용품 덩어리를 관통한다.
손상요소(48)가 흡수성 위생용품(46) 덩어리를 가로지름에 따라 전도, 대류 및 방사작용에 의해 열을 전달받게 된다. 이와같은 방법으로, 오토클레이브(14)의 벽에서 이용가능한 에너지가 쓰레기 더미내로 효과적으로 전달되어 표면에 대한 열교환이 효과적으로 증가하게 된다.
손상요소(48)는 흡수성 위생용품을 둘러싼 플라스틱 물질이 녹는 온도보다 높은 값으로 세팅된 오토클레이브의 벽 온도에 근접한 온도 또는 오토클레이브의 벽온도를 가진다. 손상요소(48)는 흡수성 위생용품(46)을 통과함에 따라 약화, 손상 및 둘러싼 플라스틱내에 구멍이 생겨서, 흡수성 위생용품이 파손되고 쓰레기에서 섬유질을 방출하게 된다.
흡수성 위생용품(46)을 파손시키는데 필요한 손상요소(48)의 중량은 처리되는 용품의 건조 하중의 0.25-5배 사이 범위이고, 0.5-1.5배 사이 범위가 바람직하다.
수행된 테스트에서, 흡수성 위생용품의 성공적인 붕괴는 0.25-1 kg 사이에 포함된 유닛 중량을 가지는 강철볼트 및 동일한 중량의 평평한 강철(steel) 조각으로 달성된다.
손상 요소(48) 덩어리는 오토클레이브(14)내의 온도와 압력과 함께 결합하여 오토클레이브(14)내의 흡수성 위생용품을 완전히 파괴할 수 있도록 한다. 이와같은 방법으로 위생용품을 사전처리할 필요가 없어져서, 흡수성 위생용품에 포함된 오염 요소 및 악취가 주위 환경 및 작동자에게 노출되지 않도록 한다.
오토클레이브내에서 처리하는 동안 용품이 완전히 파괴되어 더 짧은 시간에 용품이 전조 및 살균될 수 있도록 한다. 오토클레이브내에서 처리한후, 건조 및 살균 파괴된 덩어리가 달성되고 기본적으로 플라스틱 및 셀룰로스 섬유가 형성된다. 다음으로, 건조되고 살균 파괴된 덩어리는 시브(sieve)를 통과하여 플라스틱과 셀룰로스 섬유가 분리된다.
물론, 본 발명의 원리에 관한 편견없이, 청구범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 구성의 세부사항들과 실시예들이 광범위하게 변형될 수 있다.
14: 오토클레이브 18,20: 해치
36: 배출커넥터 48: 손상요소

Claims (5)

  1. 사용한 흡수성 위생용품을 처리하기 위한 방법에 있어서,
    - 내부표면(22)과 두 단부들을 가지는 회전식 원통형 오토클레이브(14)를 제공하는 단계;
    상기 두 개의 단부들 중 적어도 한 개의 구성이, 상기 오토클레이브(14)로 접근할 수 있도록 개방될 수 있고, 상기 오토클레이브(14)를 가압할 수 있도록 밀봉상태로 밀폐되는 해치(18, 20)내에서 종료되며,
    - 상기 오토클레이브(14)에 밀폐된 흡수성 위생용품을 채우는 단계;
    - 상기 오토클레이브(14)를 살균온도로 가열하고 가압하며, 동시에 오토클레이브의 세로 축(A) 주위에서 상기 오토클레이브(14)를 회전구동하는 단계;
    - 오토클레이브(14) 내부에서 상기 흡수성 위생용품을 열적 물리적으로 용이하게 파괴하도록 형성된 고밀도 손상 요소 덩어리를 제공하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사용한 흡수성 위생용품을 처리하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 손상요소가 열도성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사용한 흡수성 위생용품을 처리하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 손상요소가 금속 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사용한 흡수성 위생용품을 처리하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 손상요소 덩어리가 흡수성 위생용품(46)의 건조 하중의 0.25-5배 사이의 중량을 가지는 것을 특징으로 하는 사용한 흡수성 위생용품을 처리하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 손상요소 덩어리가 흡수성 위생용품(46)의 건조 하중의 0.5-1.5배 사이의 중량을 가지는 것을 특징으로 하는 사용한 흡수성 위생용품을 처리하기 위한 방법.
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