KR20190032409A - 사용 완료 흡수성 물품으로부터 펄프 섬유를 회수하는 방법 - Google Patents
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Abstract
펄프 섬유 및 고흡수성 폴리머를 포함하는 사용 완료 흡수성 물품으로부터, 간단한 공정으로 펄프 섬유를 분리하여 회수하는 방법을 제공한다. 사용 완료 흡수성 물품을, 테르펜 탄화수소, 테르펜 알데히드 및 테르펜 케톤으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 테르펜을 0.05 질량% 이상 포함하고 또한 고흡수성 폴리머를 불활화할 수 있는 불활화제를 포함하는 수용액으로 처리하여, 고흡수성 폴리머를 불활화함과 더불어, 테르펜에 의해 흡수성 물품의 구성 소재를 접합하고 있는 접착제를 용해하여 흡수성 물품을 분해하고, 펄프 섬유를 흡수성 물품의 밖으로 배출시키고, 흡수성 물품으로부터 펄프 섬유를 분리하여 회수한다.
Description
본 발명은, 사용 완료 흡수성 물품으로부터 펄프 섬유를 회수하는 방법에 관한 것이다.
사용 완료된 일회용 종이 기저귀 등의 흡수성 물품을 재자원화하는 시도가 이루어지고 있다. 사용 완료 흡수성 물품을 재자원화하기 위해, 통상, 사용 완료 흡수성 물품을 수중에서 분해하여, 흡수성 물품의 구성 성분으로 분리하고 회수하는 것이 행해진다. 그러나, 흡수성 물품에 포함되는 고흡수성 폴리머는, 수분을 흡수하여 질량이 증가할 뿐만 아니라, 겔형이 되어 유동성을 상실하고, 처리 장치의 처리 능력을 저하시킨다.
따라서, 일본 특허 공개 제2010-84031호 공보는, 석회와 차아염소와 사용 완료된 종이 기저귀를 처리조 내에 투입하고, 처리조 내에서 교반 가능한 최저한의 물을 공급하면서 소정 시간에 걸쳐 교반하고, 처리조 내의 액체를 처리조 밖으로 배출시킴과 더불어 탈수하고, 배출된 폐수를 회수하여 수질 처리를 실시하여 파기하는 것을 특징으로 하는 사용 완료된 종이 기저귀의 처리 방법을 제안하고 있다.
그러나, 일본 특허 공개 제2010-84031호 공보의 방법에서는, 석회와 차아염소와 사용 완료된 종이 기저귀를 처리조 내에 투입하고, 처리조 내에서 교반 가능한 최저한의 물을 공급하면서 소정 시간에 걸쳐 교반한 후에도, 사용 완료된 종이 기저귀는 표면 시트와 이면 시트가 달라붙은 채로 거의 원래의 형태를 유지하고 있기 때문에, 사용 완료된 종이 기저귀로부터 펄프 섬유를 용이하게 분리 회수할 수 없다.
본 발명자들은, 이러한 종래의 문제점에 착안하여, 고흡수성 폴리머를 불활화할 수 있는 불활화제를 포함하는 수용액으로 사용 완료 흡수성 물품을 처리할 때에, 그 수용액에 테르펜을 첨가함으로써, 상온에서 종이 기저귀 등의 흡수성 물품의 구성 소재끼리를 접착하고 있는 핫멜트 접착제를 용해하여, 흡수성 물품을 구성 요소로 분해하고, 사용 완료된 종이 기저귀 내부의 펄프 섬유를 처리조 내에 분산시킬 수 있어, 용이하게 펄프 섬유를 흡수성 물품으로부터 분리하여 회수할 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성했다.
즉, 본 발명은, 펄프 섬유 및 고흡수성 폴리머를 포함하는 사용 완료 흡수성 물품으로부터 펄프 섬유를 회수하는 방법으로서, 상기 방법이, 사용 완료 흡수성 물품을, 테르펜 탄화수소, 테르펜 알데히드 및 테르펜 케톤으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 테르펜을 0.05 질량% 이상 포함하고 또한 고흡수성 폴리머를 불활화할 수 있는 불활화제를 포함하는 수용액으로 처리하여, 고흡수성 폴리머를 불활화하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다음 양태를 포함한다.
[1] 펄프 섬유 및 고흡수성 폴리머를 포함하는 사용 완료 흡수성 물품으로부터 펄프 섬유를 회수하는 방법으로서, 상기 방법이, 사용 완료 흡수성 물품을, 테르펜 탄화수소, 테르펜 알데히드 및 테르펜 케톤으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 테르펜을 0.05 질량% 이상 포함하고 또한 고흡수성 폴리머를 불활화할 수 있는 불활화제를 포함하는 수용액으로 처리하여, 고흡수성 폴리머를 불활화하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
[2] 상기 수용액으로 처리한 후의 사용 완료 흡수성 물품으로부터, 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 분리하는 공정을 더 포함하는 [1]에 기재된 방법.
[3] 분리한 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 혼합물을 산화제로 처리하여, 불활화한 고흡수성 폴리머를 분해하고 저분자량화하며 가용화하는 공정을 더 포함하는 [2]에 기재된 방법.
[4] 산화제로 처리한 혼합물로부터 펄프 섬유를 분리하는 공정을 더 포함하는 [3]에 기재된 방법.
[5] 고흡수성 폴리머를 불활화할 수 있는 불활화제를 포함하는 수용액이 pH 2.5 이하의 유기산 수용액인 것을 특징으로 하는 [1]∼[4] 중 어느 한 항에 기재된 방법.
[6] 유기산이 시트르산인 것을 특징으로 하는 [5]에 기재된 방법.
[7] 유기산 수용액의 시트르산 농도가 2 질량% 이상인 것을 특징으로 하는 [6]에 기재된 방법.
[8] 테르펜이 테르펜 탄화수소인 것을 특징으로 하는 [1]∼[7] 중 어느 한 항에 기재된 방법.
[9] 테르펜 탄화수소가 리모넨인 것을 특징으로 하는 [8]에 기재된 방법.
[10] 상기 수용액 중의 테르펜의 농도가 0.05∼1.0 질량%인 것을 특징으로 하는 [1]∼[9] 중 어느 한 항에 기재된 방법.
[11] 사용 완료 흡수성 물품이 열가소성 수지로 이루어진 소재를 포함하고, 또한 상기 방법이, 사용 완료 흡수성 물품으로부터 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 분리한 후의 잔사를 건조하고, 건조된 잔사로부터 열가소성 수지로 이루어진 소재를 분리하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 [2]∼[10] 중 어느 한 항에 기재된 방법.
[12] 사용 완료 흡수성 물품이 열가소성 수지 필름을 포함하고, 또한 상기 방법이, 사용 완료 흡수성 물품으로부터 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 분리한 후의 잔사를 건조하고, 건조된 잔사로부터 열가소성 수지 필름을 분리하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 [2]∼[10] 중 어느 한 항에 기재된 방법.
[13] 흡수성 물품이, 종이 기저귀, 뇨취 패드, 베드 시트, 생리용 냅킨 및 펫 시트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 [1]∼[12] 중 어느 한 항에 기재된 방법.
본 발명의 방법에 의하면, 펄프 섬유 및 고흡수성 폴리머를 포함하는 사용 완료 흡수성 물품으로부터, 간단한 공정으로 펄프 섬유를 분리하여 회수할 수 있다.
도 1은, 실시예 3∼7에서 사용한 종이 기저귀의 처리전의 사진이다.
도 2는, 실시예 3의 처리후의 세탁조 내의 사진, 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진, 및 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
도 3은, 실시예 4의 처리후의 세탁조 내의 사진, 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진, 및 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
도 4는, 실시예 5의 처리후의 세탁조 내의 사진, 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진, 및 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
도 5는, 실시예 6의 처리후의 세탁조 내의 사진, 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진, 및 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
도 6은, 실시예 7의 처리후의 세탁조 내의 사진, 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진, 및 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
도 2는, 실시예 3의 처리후의 세탁조 내의 사진, 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진, 및 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
도 3은, 실시예 4의 처리후의 세탁조 내의 사진, 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진, 및 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
도 4는, 실시예 5의 처리후의 세탁조 내의 사진, 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진, 및 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
도 5는, 실시예 6의 처리후의 세탁조 내의 사진, 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진, 및 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
도 6은, 실시예 7의 처리후의 세탁조 내의 사진, 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진, 및 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
본 발명은, 펄프 섬유 및 고흡수성 폴리머를 포함하는 사용 완료 흡수성 물품으로부터 펄프 섬유를 회수하는 방법이다.
흡수성 물품으로는, 펄프 섬유 및 고흡수성 폴리머를 포함하는 것이라면 특별히 한정되지 않고, 종이 기저귀, 뇨취 패드, 베드 시트, 생리용 냅킨, 펫 시트 등을 예시할 수 있다. 이들 흡수성 물품은, 통상, 펄프 섬유, 고흡수성 폴리머, 부직포, 열가소성 수지 필름, 핫멜트 접착제 등의 구성 소재로 이루어진다.
펄프 섬유로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 플랩형 펄프 섬유, 화학 펄프 섬유 등을 예시할 수 있다.
고흡수성 폴리머란, SAP라고도 불리며, 수용성 고분자가 적당히 가교된 삼차원 메쉬 구조를 갖는 것으로, 수백배∼천배의 물을 흡수하지만 본질적으로 물불용성이고, 일단 흡수된 물은 다소의 압력을 가하더라도 이수하지 않는 것이며, 예를 들면, 전분계, 아크릴산계, 아미노산계의 입자형 또는 섬유형의 폴리머를 예시할 수 있다.
본 발명의 방법은, 사용 완료 흡수성 물품을, 테르펜 탄화수소, 테르펜 알데히드 및 테르펜 케톤으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 테르펜을 0.05 질량% 이상 포함하고 또한 고흡수성 폴리머를 불활화할 수 있는 불활화제를 포함하는 수용액으로 처리하여, 고흡수성 폴리머를 불활화하는 공정(이하 단순히 「불활화 공정」이라고도 함)을 포함한다. 이 공정에서는, 고흡수성 폴리머를 불활화함과 더불어, 테르펜에 의해, 흡수성 물품의 구성 소재를 접착하고 있는 핫멜트 접착제를 용해하고, 교반 세정시의 힘으로 흡수성 물품을 그 구성 소재로 분해하고, 흡수성 물품 내부의 펄프 섬유를 처리조 내에 분산시킨다. 또한, 테르펜은 오일 오염 세정 효과가 높아, 핫멜트 접착제의 용해 효과 이외에도, 흡수성 물품의 구성 소재의 하나인 샘방지 필름에 인쇄가 있는 경우, 그 인쇄 잉크도 분해 제거하기 때문에, 인쇄된 샘방지 필름도 순도 높은 플라스틱 소재로서 회수할 수 있다.
고흡수성 폴리머를 불활화할 수 있는 불활화제는, 한정하는 것은 아니지만, 유기산, 석회, 염화칼슘, 황산마그네슘, 염화마그네슘, 황산알루미늄, 염화알루미늄 등을 들 수 있고, 그 중에서도 유기산이 바람직하다.
유기산은, 펄프 섬유에 손상을 주는 경우가 적기 때문에, 유기산을 이용함으로써, 손상이 적은 펄프 섬유, 즉, 흡수 배율 및 보수 배율이 높은 펄프 섬유를 회수할 수 있다. 불활화제로서 유기산을 이용하는 경우는, 유기산 수용액의 pH는 2.5 이하로 한다. 즉, 고흡수성 폴리머를 불활화할 수 있는 불활화제를 포함하는 수용액은, 바람직하게는, pH 2.5 이하의 유기산 수용액이다.
유기산으로는, 시트르산, 타르타르산, 글리콜산, 말산, 숙신산, 아세트산, 아스코르빈산 등을 들 수 있지만, 시트르산이 특히 바람직하다. 시트르산의 킬레이트 효과에 의해, 배설물 중의 금속 이온 등이 트랩되어 제거 가능하고, 또한 시트르산의 세정 효과로, 높은 오염 성분 제거 효과를 기대할 수 있다.
유기산 수용액의 pH는 2.5 이하이며, 바람직하게는 1.3∼2.4이며, 보다 바람직하게는 1.5∼2.1이다. pH가 지나치게 높으면, 고흡수성 폴리머의 흡수 능력을 충분히 저하시킬 수 없다. 또한, 살균 능력이 저하되어 살균할 수 없을 우려가 있다. pH가 지나치게 낮으면, 설비의 부식 우려가 높아져 내용년수가 저하되거나, 배수 처리시의 중화 처리에 많은 알칼리 약품이 필요해질 우려가 있다.
또, pH는 수온에 의해 변화하기 때문에, 본 발명에서의 pH는, 수용액 온도 20℃에서 측정한 pH를 말하는 것으로 한다.
유기산 수용액의 유기산 농도는, 유기산 수용액의 pH가 2.5 이하인 한 한정되지 않지만, 유기산이 시트르산인 경우는, 시트르산의 농도는, 바람직하게는 2 질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 2.0∼4.0 질량%이며, 더욱 바람직하게는 2.0∼3.0 질량%이다.
고흡수성 폴리머를 불활화할 수 있는 불활화제를 포함하는 수용액은, 테르펜 탄화수소, 테르펜 알데히드 및 테르펜 케톤으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 테르펜을 포함한다.
테르펜 탄화수소로는, 미르센, 리모넨, 피넨, 캄파, 사피넨, 펠란드렌, 파라시멘, 오시멘, 테르피넨, 카렌, 진기베렌, 카리오필렌, 비사볼렌, 세드렌 등을 들 수 있지만, 그 중에서도, 리모넨, 피넨, 테르피넨, 카렌이 바람직하다.
테르펜 알데히드로는, 시트로넬랄, 시트랄, 시클로시트랄, 사프라날, 펠란드랄, 페릴알데히드, 게라니알, 네랄 등을 들 수 있지만, 그 중에서도 시트랄이 바람직하다.
테르펜 케톤으로는, 장뇌, 투우존(thujone) 등을 들 수 있다.
테르펜 중에서도 테르펜 탄화수소가 바람직하고, 특히 바람직한 테르펜은 리모넨이다. 리모넨에는, d-리모넨, l-리모넨, 디펜텐(dl-리모넨)의 3종류가 있지만, 어느 것이라도 바람직하게 이용할 수 있다.
테르펜은 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
수용액 중의 테르펜의 농도는 0.05 질량% 이상이고, 바람직하게는 0.05∼1.0 질량%이며, 보다 바람직하게는 0.075∼0.5 질량%이다. 테르펜의 농도가 지나치게 낮으면, 종이 기저귀를 효율적으로 그의 구성 소재로 분해할 수 없을 우려가 있다. 테르펜의 농도가 지나치게 높으면, 비용이 높아질 우려가 있다.
수용액은, 세제 등을 더 함유해도 좋다.
처리 온도, 즉 수용액의 온도는 특별히 한정되지 않고, 가온해도 좋지만, 실온 그대로이어도 좋고, 예를 들면 15℃∼30℃이다.
처리 시간은, 고흡수성 폴리머를 불활화하여 사용 완료 흡수성 물품을 구성 소재로 분해할 수 있는 한 한정되지 않지만, 바람직하게는 5∼60분이며, 보다 바람직하게는 10∼30분이다.
수용액의 양은, 고흡수성 폴리머를 불활화하여 사용 완료 흡수성 물품을 구성 소재로 분해할 수 있는 한 한정되지 않지만, 사용 완료 흡수성 물품 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 300∼3000 질량부이고, 보다 바람직하게는 500∼2500 질량부이며, 더욱 바람직하게는 1000∼2000 질량부이다.
사용 완료 흡수성 물품을 상기 수용액으로 처리하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 소정량의 사용 완료 흡수성 물품을 세정 설비에 투입하고, 이어서 테르펜을 0.05 질량% 이상 포함하고 또한 고흡수성 폴리머를 불활화할 수 있는 불활화제를 포함하는 수용액을 투입하고, 필요에 따라서 교반한다. 수용액에는, 필요에 따라서 세제 등을 첨가해도 좋다.
본 발명의 방법은, 상기 수용액으로 처리한 후의 사용 완료 흡수성 물품으로부터, 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 분리하는 공정(이하 단순히 「분리 공정」이라고도 함)을 더 포함할 수 있다. 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 분리하는 방법은, 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 불활화 공정에 의해 생성된 혼합물을, 바람직하게는 메쉬 5∼100 mm, 보다 바람직하게는 메쉬 10∼80 mm의 스크린을 통과시키면서 배출함으로써, 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머는 배수 중에, 그 밖의 부직포, 열가소성 수지 필름 등의 큰 형상물은 스크린 상에 남아, 분리할 수 있다.
본 발명의 방법은, 분리한 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 혼합물을 산화제로 처리하여, 불활화한 고흡수성 폴리머를 분해하고 저분자량화하며 가용화하는 공정(이하 단순히 「산화제 처리 공정」이라고도 함)을 더 포함할 수 있다. 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 혼합물을 산화제로 처리함으로써, 불활화한 고흡수성 폴리머를 산화 분해하고 저분자량화하며 가용화할 수 있음과 더불어, 펄프 섬유의 이차 살균 및 표백, 소취를 행할 수 있다. 여기서, 고흡수성 폴리머가 분해되고 저분자량화되고 가용화된 상태란, 2 mm의 스크린을 통과하는 상태를 말하는 것으로 한다. 즉, 이 공정에서, 고흡수성 폴리머를 메쉬 2 mm의 스크린을 통과할 정도까지 분해한다.
산화제로는, 불활화한 고흡수성 폴리머를 분해하고 저분자량화하며 가용화할 수 있는 한 한정되지 않지만, 이산화염소, 오존, 차아염소산나트륨 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 분해 능력의 높이와 환경 영향의 관점에서, 오존이 바람직하다.
산화제로 처리하는 방법은, 불활화한 고흡수성 폴리머를 분해하고 저분자량화하며 가용화할 수 있는 한 한정되지 않지만, 예를 들면, 분리 공정에서 스크린을 통과시켜 분리한 후에 얻어진 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 배수에 산화제를 첨가한다. 또는, 그 배수를, 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머가 통과하지 않을 정도로 작은 메쉬의 스크린을 다시 통과시켜, 배수로부터 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 분리하고, 분리한 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 산화제 수용액에 가해도 좋다.
산화제로서 오존을 이용하는 경우는, 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 혼합물을 오존과 접촉시킴으로써, 보다 구체적으로는 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 배수에 오존을 불어넣음으로써, 산화제 처리를 행할 수 있다. 오존은, 예를 들면, 오존수 발생 장치(에코디자인 주식회사 제조 오존수 폭로 시험기 ED-OWX-2, 미쓰비시 전기 주식회사 제조 오존 발생 장치 OS-25V 등)를 이용하여 발생시킬 수 있다.
펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 배수에 오존을 불어넣는 경우, 배수 중의 오존 농도는, 고흡수성 폴리머를 분해할 수 있는 농도라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1∼50 질량ppm이며, 보다 바람직하게는 2∼40 질량ppm이며, 더욱 바람직하게는 3∼30 질량ppm이다. 농도가 지나치게 낮으면, 고흡수성 폴리머를 완전히 가용화할 수 없어, 회수한 펄프 섬유에 고흡수성 폴리머가 잔존할 우려가 있다. 반대로, 농도가 지나치게 높으면 산화력도 높아지기 때문에, 펄프 섬유에 손상을 줄 우려가 있음과 더불어, 안전성에도 문제가 생길 우려가 있다.
오존 처리의 시간은, 고흡수성 폴리머를 분해할 수 있는 시간이라면 특별히 한정되지 않는다. 처리 시간은, 오존 농도가 높으면 짧은 것이 좋고, 오존 농도가 낮으면 긴 시간이 필요하다.
오존 농도(ppm)와 처리 시간(분)의 곱(이하 「CT값」이라고도 함)은, 바람직하게는 100∼6000 ppmㆍ분이며, 보다 바람직하게는 200∼4800 ppmㆍ분이며, 더욱 바람직하게는 300∼3600 ppmㆍ분이다. CT값이 지나치게 작으면, 고흡수성 폴리머를 완전히 가용화할 수 없어, 회수한 펄프 섬유에 고흡수성 폴리머가 잔존할 우려가 있다. 반대로, CT값이 지나치게 크면, 펄프 섬유의 손상, 안전성의 저하, 제조 원가의 증가로 이어질 우려가 있다.
처리 시간은, 오존 농도에 의존하는 것은 전술한 바와 같지만, 바람직하게는 20∼120분이며, 보다 바람직하게는 30∼100분이며, 더욱 바람직하게는 40∼80분이다.
오존 처리시의 온도는, 고흡수성 폴리머를 분해할 수 있는 온도라면 특별히 한정되지 않는다. 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 배수에 오존을 불어넣는 경우, 배수는 가열해도 좋지만 실온 그대로이어도 좋다.
산화제 처리 공정에서는, 고흡수성 폴리머가 산화제에 의한 산화 분해 작용을 받아, 고흡수성 폴리머의 삼차원 메쉬 구조가 무너지고, 고흡수성 폴리머는 보수성을 상실하고 저분자량화하고 가용화한다.
펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 배수에 오존을 불어넣는 경우, 배수는 산성인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 배수의 pH는 2.5 이하이며, 더욱 바람직하게는 1.5∼2.4이다. 산성의 상태로 처리함으로써, 오존에 의한 고흡수성 폴리머의 분해 제거 효과가 향상되어, 단시간에 고흡수성 폴리머를 분해할 수 있다.
산화제로서 이산화염소를 이용하는 경우는, 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 혼합물을 이산화염소와 접촉시킴으로써, 보다 구체적으로는 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 배수에 이산화염소를 불어넣음으로써, 산화제 처리를 행할 수 있다. 이산화염소는 시판하는 것을 사용할 수 있다.
펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 배수에 이산화염소를 불어넣는 경우, 배수 중의 이산화염소의 농도는, 고흡수성 폴리머를 분해할 수 있는 농도라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 150∼1100 질량ppm이며, 보다 바람직하게는 200∼1000 질량ppm이며, 더욱 바람직하게는 300∼900 질량ppm이다. 농도가 지나치게 낮으면, 고흡수성 폴리머를 완전히 가용화할 수 없어, 회수한 펄프 섬유에 고흡수성 폴리머가 잔존할 우려가 있다. 반대로, 농도가 지나치게 높으면 산화력도 높아지기 때문에, 펄프 섬유에 손상을 줄 우려가 있음과 더불어, 안전성에도 문제가 생길 우려가 있다.
처리 시간은, 오존 처리의 경우와 동일하다.
산화제로서 차아염소산나트륨을 이용하는 경우는, 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 혼합물을 차아염소산나트륨과 접촉시킴으로써, 보다 구체적으로는 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 배수에 차아염소산나트륨을 첨가함으로써, 또는 배수로부터 스크린에 의해 분리한 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 차아염소산나트륨 수용액에 침지함으로써, 산화제 처리를 행할 수 있다. 차아염소산나트륨은 시판하는 것을 사용할 수 있다.
펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 배수에 차아염소산나트륨을 첨가하는 경우, 또는 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 차아염소산나트륨 수용액에 침지하는 경우, 배수 중 또는 차아염소산나트륨 수용액 중의 차아염소산나트륨의 농도는, 고흡수성 폴리머를 분해할 수 있는 농도라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.5∼2 질량%이며, 보다 바람직하게는 0.75∼1.5 질량%이다. 농도가 지나치게 낮으면, 고흡수성 폴리머를 완전히 가용화할 수 없어, 회수한 펄프 섬유에 고흡수성 폴리머가 잔존할 우려가 있다. 또한, 아포를 형성하고 있는 고초균을 완전히 살균할 수 없다. 반대로, 농도가 지나치게 높으면 산화력도 높아지기 때문에, 펄프 섬유에 손상을 줄 우려가 있음과 더불어, 안전성에도 문제가 생길 우려가 있다.
처리 시간은, 오존 처리의 경우와 동일하다.
본 발명의 방법은, 산화제로 처리한 혼합물로부터 펄프 섬유를 분리하는 공정(이하 단순히 「펄프 섬유 분리 공정」이라고도 함)을 더 포함할 수 있다. 펄프 섬유를 분리하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 산화제로 처리한 혼합물을 메쉬 0.15∼2 mm의 스크린을 통과시킴으로써, 펄프 섬유를 분리할 수 있다. 산화제로 처리한 혼합물, 보다 구체적으로는 펄프 섬유 및 고흡수성 폴리머의 분해 생성물을 포함하는 배수를 메쉬 0.15∼2 mm의 스크린을 통과시킴으로써, 고흡수성 폴리머의 분해 생성물을 포함하는 배수는 스크린을 통과하고, 펄프 섬유는 스크린의 위에 남는다.
분리한 펄프 섬유는, 필요에 따라서, 탈수하고 건조하여 회수할 수 있다.
건조하는 경우, 건조 온도는, 바람직하게는 105℃∼210℃이며, 보다 바람직하게는 110℃∼190℃이며, 더욱 바람직하게는 120℃∼180℃이다. 건조 시간은, 건조 온도에 따라 달라지지만, 바람직하게는 10∼120분이며, 보다 바람직하게는 15∼100분이며, 더욱 바람직하게는 20∼90분이다.
본 발명의 방법은, 사용 완료 흡수성 물품이 열가소성 수지로 이루어진 소재를 포함하는 경우, 사용 완료 흡수성 물품으로부터 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 분리한 후의 잔사를 건조하고, 건조된 잔사로부터 열가소성 수지로 이루어진 소재를 분리하는 공정(이하 단순히 「열가소성 수지 소재 분리 공정」이라고도 함)을 더 포함할 수 있다. 잔사를 건조함으로써 잔사의 이차 살균을 행할 수 있다. 여기서 열가소성 수지로 이루어진 소재란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등의 열가소성 수지로 이루어진 부직포, 필름 등을 말한다. 분리한 열가소성 수지로 이루어진 소재는, RPF화(고체 연료화)할 수 있다. 산화제 처리 공정을 설정하지 않은 경우나 산화제 처리 공정을 설정했다 하더라도 산화제로서 오존을 사용한 경우는, RPF화 공정에서 염소계 약제가 포함되지 않기 때문에, 로를 손상시키지 않는 고품질의 RPF 제조가 가능하다.
본 발명의 방법은, 사용 완료 흡수성 물품이 열가소성 수지 필름을 포함하는 경우, 사용 완료 흡수성 물품으로부터 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 분리한 후의 잔사를 건조하고, 건조된 잔사로부터 열가소성 수지 필름을 분리하는 공정(이하 단순히 「필름 분리 공정」이라고도 함)을 더 포함할 수 있다. 잔사를 건조함으로써 잔사의 이차 살균을 행할 수 있다. 분리한 열가소성 수지 필름은 펠릿화함으로써, 다시 폴리백이나 필름으로서 재생할 수 있다.
본 발명은, 고흡수성 폴리머를 불활화할 수 있는 불활화제를 포함하는 수용액에, 테르펜을 0.05 질량% 이상의 농도로 유기산 수용액에 배합함으로써, 흡수성 물품의 각 소재를 접착하고 있는 핫멜트 접착제를 상온에서 용해 가능하고, 흡수성 물품을 간단하고 깨끗하게 분해하기 쉽게 하여, 펄프 섬유 및 고흡수성 폴리머를 흡수성 물품으로부터 분리하고, 부직포 및 필름 등을, 소재 형태를 남긴 채 분리 회수할 수 있다. 즉, 종이 기저귀를 파쇄하거나, 복잡한 분리 공정이 없더라도 용이하게 펄프 섬유, 필름, 부직포를 회수할 수 있다. 테르펜으로서 리모넨을 이용했을 때에는, 리모넨의 부차 효과로서, 감귤계의 상쾌한 냄새가 있기 때문에, 배설물 유래의 냄새를 어느 정도 마스킹하여, 작업자의 냄새 부담 및 주변에 대한 냄새 영향의 저감이 예상된다. 리모넨은, 모노테르펜에서 스티렌과 구조가 유사하기 때문에, 종이 기저귀 등의 흡수성 물품에 일반적으로 사용되고 있는 스티렌계의 핫멜트 접착제를 용해하는 것이 가능하다. 상온에서 종이 기저귀 등의 흡수성 물품의 세정 처리가 가능하기 때문에, 에너지 비용 저감 및 냄새의 발생 확산을 억제할 수 있다. 테르펜은 오일 오염 세정 효과가 높아, 핫멜트 접착제의 용해 효과 이외에도, 샘방지 필름에 인쇄가 있는 경우, 그 인쇄 잉크도 분해 제거 가능하여, 인쇄된 샘방지 필름도 순도 높은 플라스틱 소재로서 회수 가능하다.
일본 특허 공개 제2010-84031호 공보와 같이 사용 완료 흡수성 물품의 처리에 석회를 사용하면, 석회에 의해 처리조 내가 높은 pH(12.4) 환경이 되고, 셀룰로오스가 팽윤하여 펄프 섬유가 알칼리 셀룰로오스화하여 열화되어 버리지만, 고흡수성 폴리머의 불활화에 pH 2.5 이하의 유기산 수용액을 이용했을 때에는, 펄프 섬유를 열화시키기 어렵다. 또한, 유기산으로서 시트르산을 이용했을 때에는, 시트르산의 킬레이트 효과와 세정력에 의해, 배설물 유래의 오염 성분 제거 효과를 기대할 수 있다. 또한, 제균 효과와 알칼리성 냄새에 대한 소취 효과도 기대할 수 있다.
불활화 고흡수성 폴리머를 산화제로 분해 제거함으로써, 회수 펄프 섬유에 대한 오염이나, 고흡수성 폴리머 흡수에 의한 오니의 급격한 증가를 방지하는 것이 가능하다. 사용하는 산화제의 종류와 농도를 조정함으로써, 불활화 흡수성 폴리머의 산화 분해와 살균을 동시에 행하는 것이 가능하다. 또한, 산화제 처리 공정을 설정하지 않은 경우나 산화제 처리 공정을 설정했다 하더라도 산화제로서 오존을 사용한 경우는, 부직포ㆍ필름 소재 회수 공정에서는 염소계 약제를 일체 사용하지 않기 때문에, 연소로를 손상시키기 어려운 고품질의 RPF 제조가 가능하다. 필름 소재를 분별 회수하면, 백이나 필름용 원료로서 재생 가능하다. 처리 공정 중에 염류를 사용하지 않았기 때문에, 회수 펄프에 잔존이 없고, 저회분의 고품질 펄프가 회수 가능하다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 보다 자세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것이 아니다.
실시예
1
표준 컴포스트(야하타 물산 주식회사 제조 YK-8) 100 g을 1 L의 이온 교환수에 침지하여 5분간 교반후 30분간 정치하고, 그 상등 용액을 240 mL 채수하여 인공 오수를 조제했다. 조제한 인공 오수에 관해, 측정 기기로서 기꼬망 주식회사 제조 루미테스터 PD-30을 이용하여 ATP 검사를 실시한 바, ATP값은 13126이었다.
시판하는 종이 기저귀(유니챰 주식회사 제조 「무니」(등록상표) M 사이즈)에, 앞서 조제한 인공 오수 240 mL를 흡수시킨 후, 종이 기저귀를 2조식 소형 세탁기(알루미스사 제조 「하레바레」 AST-01)의 세탁조에 1개 투입하고, 계속해서 수온 20℃의 물에 시트르산(후소 화학 공업 주식회사 제조)을 농도 2.0 질량%가 되도록 용해하고, 또한 d-리모넨(나카라이테스크 주식회사 제조 시약 1급)을 농도 0.05 질량%가 되도록 용해한 수용액(pH 2.1)을 10 L 투입하여 15분간 세탁했다. 세탁 종료후, 기저귀는 표면 시트와 이면 시트가 박리되고, 내용물인 흡수체가 종이 기저귀의 밖으로 나오고, 펄프 섬유는 세탁조 내의 액 중에 분산되어 있었다. 세탁조 내의 액 중에 부유하는 부직포, 필름 등의 대형 고형물을 φ10 mm의 구멍이 있는 소쿠리로 건져내어 분리한 후 배수하고, 조 내에 남은 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머, 및 배수와 함께 조 밖으로 배출된 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머를 회수하여, ATP 검사를 실시했다. ATP 검사의 결과, AT값은 0이었다.
또, 소쿠리로 건져낸 대형 고형물 중에는, 필름이 부착된 채인 부직포도 있었지만, 그 필름은 부직포로부터 간단하고 깨끗하게 박리할 수 있었다.
그 후, 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머를 나일론네트(주식회사 NBC 메쉬테크 제조 250 메쉬 나일론네트)의 백(250 mm×250 mm)에 넣고, 탈수조에서 5분간 탈수했다. 탈수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머를 나일론네트의 백마다 농도 1.0 질량%의 차아염소산나트륨 수용액 중에 침지하여 5분간 교반 세정을 행하고, 다시 탈수조에서 5분간 탈수하고, 그 후 105℃의 열풍 건조기로 24시간 건조후 펄프 섬유를 회수했다. 회수된 펄프 섬유의 회분을 분석한 바, 회분은 0.28 질량%였다.
실시예
2
d-리모넨의 농도를 0.1 질량%로 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 실시했다. 15분간 세탁한 후, 세탁조 내의 종이 기저귀는 표면 시트와 이면 시트가 박리되고, 내용물인 흡수체가 종이 기저귀의 밖으로 나오고, 펄프 섬유는 세탁조 내의 액 중에 분산되어 있었다.
비교예
1
d-리모넨의 농도를 0.01 질량%로 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 실시했다. 15분간 세탁한 후, 세탁조 내의 종이 기저귀는 표면 시트와 이면 시트가 접착된 채로 있고, 흡수체는 종이 기저귀 내에 유지된 채로 있었다.
비교예
2
d-리모넨의 농도를 0.03 질량%로 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 실시했다. 15분간 세탁한 후, 세탁조 내의 종이 기저귀는 표면 시트와 이면 시트가 접착된 채로 있고, 흡수체는 종이 기저귀 내에 유지된 채로 있었다.
비교예
3
일본 특허 공개 제2010-84031호 공보에 기재된 방법을 실시했다. 구체적으로는, 시판하는 종이 기저귀(유니챰 주식회사 제조 「무니」(등록상표) M 사이즈)에, 앞서 조제한 인공 오수 240 mL를 흡수시킨 후, 종이 기저귀를 2조식 소형 세탁기(알루미스사 제조 「하레바레」 AST-01)의 세탁조에 1개 투입하고, 세탁조 내에 CaO(와코 쥰야쿠 공업 주식회사 제조) 80 g을 투입하고, 계속해서 농도 250 질량ppm의 차아염소산나트륨 수용액(와코 쥰야쿠 공업 주식회사에서 구입한 것을 희석하여 조제) 6.5 L을 투입했다. 15분간 세탁후, 세탁층 내의 액 중에 부유하는 종이 기저귀를 회수하고, 기저귀가 형태를 유지한 채로 분리되지 않았기 때문에, 손으로 물리적으로 표면재를 찢어 기저귀 내부의 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 펄프 섬유를 회수했다. 회수한 펄프 섬유의 회분을 분석한 바, 회분은 15.9 질량%였다.
실시예
3
시판하는 종이 기저귀(유니챰 주식회사 제조 「무니」(등록상표) M 사이즈)를 2조식 소형 세탁기(알루미스사 제조 「하레바레」 AST-01)의 세탁조에 1개 투입했다. 이어서, 시트르산 200 g과 d-리모넨 100 g을 10 L의 물에 녹여 세탁조에 투입했다. 세탁기를 가동시켜 9분간 교반했다. 교반 종료후, 종이 기저귀는 표면 시트와 이면 시트가 박리되고, 내용물인 흡수체가 종이 기저귀의 밖으로 나오고, 펄프 섬유는 세탁조 내의 액 중에 분산되어 있었다. 세탁조 내의 액 중에 부유하는 부직포, 필름 등의 대형 고형물을 메쉬 10 mm의 철망으로 건져내어 회수했다. 그 후, 배수하여, 세탁조 내에 남은 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머, 및 배수와 함께 조 밖으로 배출된 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머를 회수했다.
도 1에 처리전의 종이 기저귀의 사진을, 도 2의 (a)에 처리후의 세탁조 내의 사진을, 도 2의 (b)에 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진을, 도 2의 (c)에 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
종이 기저귀는 깨끗이 분해되어, 부직포, 필름 등의 대형 고형물과, 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머를 용이하게 분리할 수 있었다.
실시예
4
d-리모넨을 3-카렌으로 변경하고, 실시예 3과 동일하게 실시했다.
도 3의 (a)에 처리후의 세탁조 내의 사진을, 도 3의 (b)에 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진을, 도 3의 (c)에 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
종이 기저귀는 깨끗이 분해되어, 부직포, 필름 등의 대형 고형물과, 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머를 용이하게 분리할 수 있었다.
실시예
5
d-리모넨을 α-피넨으로 변경하고, 실시예 3과 동일하게 실시했다.
도 4의 (a)에 처리후의 세탁조 내의 사진을, 도 4의 (b)에 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진을, 도 4의 (c)에 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
종이 기저귀는 깨끗이 분해되어, 부직포, 필름 등의 대형 고형물과, 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머를 용이하게 분리할 수 있었다.
실시예
6
d-리모넨 100 g을 시트랄 89.4 g(100 mL)으로 변경하고, 실시예 3과 동일하게 실시했다.
도 5의 (a)에 처리후의 세탁조 내의 사진을, 도 5의 (b)에 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진을, 도 5의 (c)에 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
종이 기저귀는 깨끗이 분해되어, 부직포, 필름 등의 대형 고형물과, 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머를 용이하게 분리할 수 있었다.
실시예
7
d-리모넨 100 g을 γ-테르피넨 91.3 g(100 mL)으로 변경하고, 실시예 3과 동일하게 실시했다.
도 6의 (a)에 처리후의 세탁조 내의 사진을, 도 6의 (b)에 처리후에 회수한 부직포, 필름 등의 사진을, 도 6의 (c)에 처리후에 회수한 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머의 사진을 나타낸다.
종이 기저귀는 깨끗이 분해되어, 부직포, 필름 등의 대형 고형물과, 펄프 섬유와 불활화한 고흡수성 폴리머를 용이하게 분리할 수 있었다.
또, 회분의 분석 방법은 다음과 같다.
[회분의 분석 방법]
회분이란, 유기질이 탄화되고 나중에 남은 무기질 또는 불연성 잔류물의 양을 말한다.
회분은, 생리 처리용품 재료 규격의 「2. 일반 시험법」의 「5. 회분 시험법」에 따라서 측정한다. 즉, 회분은 다음과 같이 하여 측정한다.
미리 백금제, 석영제 또는 자석제의 도가니를 500℃∼550℃에서 1시간 강하게 가열하고, 방랭후 그 질량을 정밀하게 측정한다. 시료 2∼4 g을 채취하여 도가니에 넣고 그 질량을 정밀하게 측정하고, 필요하다면 도가니의 뚜껑을 제거하거나 또는 비켜 놓고, 처음에는 약하게 가열하고, 서서히 온도를 높여 500℃∼550℃에서 4시간 이상 강하게 가열하여, 탄화물이 남지 않게 될 때까지 탄화한다. 방랭후 그 질량을 정밀하게 측정한다. 다시 잔류물을 항량이 될 때까지 탄화하고, 방냉후 그 질량을 정밀하게 측정하여, 회분의 양(질량%)으로 한다.
본 발명의 방법은, 펄프 섬유 및 고흡수성 폴리머를 포함하는 사용 완료 흡수성 물품으로부터 펄프 섬유를 회수하는 데 적합하게 이용할 수 있다.
Claims (13)
- 펄프 섬유 및 고흡수성 폴리머를 포함하는 사용 완료 흡수성 물품으로부터 펄프 섬유를 회수하는 방법으로서, 상기 방법이, 사용 완료 흡수성 물품을, 테르펜 탄화수소, 테르펜 알데히드 및 테르펜 케톤으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 테르펜을 0.05 질량% 이상 포함하고 또한 고흡수성 폴리머를 불활화할 수 있는 불활화제를 포함하는 수용액으로 처리하여, 고흡수성 폴리머를 불활화하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 수용액으로 처리한 후의 사용 완료 흡수성 물품으로부터, 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 분리하는 공정을 더 포함하는 방법.
- 제2항에 있어서, 분리한 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 포함하는 혼합물을 산화제로 처리하여, 불활화한 고흡수성 폴리머를 분해하고 저분자량화하며 가용화하는 공정을 더 포함하는 방법.
- 제3항에 있어서, 산화제로 처리한 혼합물로부터 펄프 섬유를 분리하는 공정을 더 포함하는 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 고흡수성 폴리머를 불활화할 수 있는 불활화제를 포함하는 수용액이 pH 2.5 이하의 유기산 수용액인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서, 유기산이 시트르산인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제6항에 있어서, 유기산 수용액의 시트르산 농도가 2 질량% 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 테르펜이 테르펜 탄화수소인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제8항에 있어서, 테르펜이 리모넨, 카렌, 피넨, 테르피넨 및 시트랄로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용액 중의 테르펜의 농도가 0.05∼1.0 질량%인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 사용 완료 흡수성 물품이 열가소성 수지로 이루어진 소재를 포함하고, 또한 상기 방법이, 사용 완료 흡수성 물품으로부터 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 분리한 후의 잔사를 건조하고, 건조된 잔사로부터 열가소성 수지로 이루어진 소재를 분리하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 사용 완료 흡수성 물품이 열가소성 수지 필름을 포함하고, 또한 상기 방법이, 사용 완료 흡수성 물품으로부터 펄프 섬유 및 불활화한 고흡수성 폴리머를 분리한 후의 잔사를 건조하고, 건조된 잔사로부터 열가소성 수지 필름을 분리하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 흡수성 물품이, 종이 기저귀, 뇨취 패드, 베드 시트, 생리용 냅킨 및 펫 시트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
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