WO2015190140A1 - 使用済み衛生用品からリサイクルパルプを製造する方法 - Google Patents
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Classifications
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- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/14—Secondary fibres
Definitions
- the present invention relates to a method for producing recycled pulp from used sanitary goods.
- the present invention relates to a method of recovering pulp fibers from a sanitary article such as a used disposable paper diaper containing pulp fibers and a superabsorbent polymer, and producing a recycled pulp that can be reused as a sanitary article.
- used sanitary goods such as disposable disposable diapers.
- used sanitary goods are decomposed in water, separated into components of sanitary goods, and recovered.
- the superabsorbent polymer contained in the sanitary article absorbs moisture and increases its mass, and also becomes a gel and loses fluidity, thereby reducing the processing capability of the processing apparatus.
- Patent Document 1 discloses dehydration of superabsorbent polymers in used paper diapers that have absorbed moisture with lime (Claim 2). This reduces the weight of the superabsorbent polymer and restores the fluidity from the gel state to the original state, thereby avoiding a reduction in processing capacity of the processing apparatus (paragraph [0020]).
- Patent Document 2 discloses a recycling method of used diapers in which the superabsorbent polymer contained in the paper diaper can be formed into fine particles without using any chemicals when recycling the used paper diaper. Disclosure.
- the recycling method breaks a used paper diaper and decomposes it into a pulp component and a non-pulp component. After washing the mixture of the decomposed pulp component and a non-pulp component such as vinyl with water, the non-pulp component is removed from the mixture.
- Patent Document 2 further discloses that the used paper diaper is sterilized and deodorized using an ultraviolet lamp, ozone (gas), ozone water, or the like in the measuring step (paragraph [0015]).
- a superabsorbent polymer dehydrated using lime becomes a solid powder having a particle size of several ⁇ m to several hundred ⁇ m, and particularly fine particles are easily caught between pulp fibers, It cannot be completely removed by simple water washing.
- the recovered pulp fiber not only the remaining superabsorbent polymer becomes a foreign substance but also a calcium salt, so the recovered pulp fiber is hygienic. Ashes more than the product standard value are easily detected. Moreover, it becomes strong alkalinity by lime use, and when ozone treatment is performed, ozone becomes easy to deactivate.
- the superabsorbent polymer broken into fine particles of 10 ⁇ m or less by a pulverizer is easy to get caught between pulp fibers because of fine particles, and can be completely removed only by physical washing. I can't remove it.
- the recovered pulp fiber is to be reused, the remaining superabsorbent polymer becomes a foreign matter.
- the highly water-absorbing polymer that absorbs water is pulverized by a pulverizer, a lot of labor, pulverization equipment and processing energy are required, resulting in poor production efficiency.
- the present invention has been made by paying attention to such a conventional problem, and the used hygiene product has an aqueous solution containing a polyvalent metal ion capable of suppressing the water-absorbing expansion of the superabsorbent polymer, or has a pH of 2. Decomposed in an acidic aqueous solution of .5 or less, separated into pulp fibers (including residual superabsorbent polymer) and other materials, and the separated pulp fibers are treated with ozone in an acidic aqueous solution having a pH of 2.5 or less. Thus, it was found that the superabsorbent polymer remaining in the separated pulp fibers can be efficiently decomposed and removed by ozone, and recycled pulp that can be reused as sanitary goods can be obtained, thereby completing the present invention.
- the present invention is a method for recovering pulp fibers from used sanitary goods including pulp fibers and a superabsorbent polymer, and producing recycled pulp that can be reused as sanitary goods, the method comprising:
- the used sanitary goods are made into pulp fiber and other materials by applying physical force to the used sanitary goods in an aqueous solution containing polyvalent metal ions or an acidic aqueous solution having a pH of 2.5 or less.
- the process of breaking down into It includes a step of separating pulp fibers from a mixture of pulp fibers and other materials produced in the decomposition step, and a step of treating the separated pulp fibers with an ozone-containing aqueous solution having a pH of 2.5 or less.
- a method of recovering pulp fibers from used sanitary products including pulp fibers and a superabsorbent polymer, and producing recycled pulp that can be reused as sanitary products comprising:
- the used sanitary goods are made into pulp fiber and other materials by applying physical force to the used sanitary goods in an aqueous solution containing polyvalent metal ions or an acidic aqueous solution having a pH of 2.5 or less.
- the process of breaking down into A method comprising separating pulp fibers from a mixture of pulp fibers and other materials generated in the decomposition step, and treating the separated pulp fibers with an ozone-containing aqueous solution having a pH of 2.5 or less. .
- the process of breaking down into Recycling characterized in that it includes a step of separating pulp fibers from a mixture of pulp fibers and other materials produced in the decomposition step, and a step of treating the separated pulp fibers with an ozone-containing aqueous solution having a pH of 2.5 or less pulp.
- ash pulp that conforms to the sanitary material standards can be efficiently recovered from used sanitary goods.
- the present invention relates to a method for recovering pulp fibers from used sanitary products including pulp fibers and superabsorbent polymers and producing recycled pulp that can be reused as sanitary products.
- the sanitary article is not particularly limited as long as it contains pulp fibers and a superabsorbent polymer, and examples thereof include disposable diapers, incontinence pads, urine removing pads, sanitary napkins, panty liners, and the like. Of these, incontinence pads and disposable diapers that are collected together in a facility or the like are preferable because they do not require separation and have a relatively large amount of pulp.
- a fluffy pulp fiber Although it does not specifically limit as a pulp fiber, A fluffy pulp fiber, a chemical pulp fiber, etc. can be illustrated.
- Superabsorbent polymer also called SAP (Superabsorbent Polymer)
- SAP Superabsorbent Polymer
- pulp produced by the method of the present invention is referred to as “recycled pulp”.
- the method of the present invention comprises: The used sanitary article is made into pulp fiber and other materials by applying physical force to the used sanitary article in an aqueous solution containing polyvalent metal ions or an acidic aqueous solution having a pH of 2.5 or less.
- the process of breaking down into A step of separating the pulp fiber from the mixture of the pulp fiber and other materials generated in the decomposition step, and a step of treating the separated pulp fiber with an ozone-containing aqueous solution having a pH of 2.5 or less.
- the method of the present invention preferably further comprises a step of dewatering the separated pulp fibers.
- the method of the present invention is a method for treating used hygiene articles by applying physical force to the used hygiene articles in an aqueous solution containing polyvalent metal ions or an acidic aqueous solution having a pH of 2.5 or less. It includes a step of breaking down into pulp fibers and other materials (hereinafter also referred to as “decomposing step”).
- the used sanitary product is decomposed into pulp fibers and other materials by applying physical force to the used sanitary product.
- Sanitary goods are usually composed of materials such as pulp fibers, superabsorbent polymers, non-woven fabrics, plastic films, and rubber.
- used sanitary goods are decomposed into the above-mentioned materials.
- the degree of decomposition is not limited as long as at least a part of the pulp fiber can be recovered, and may not be complete or may be partial.
- the method of applying a physical force to the used sanitary goods is not limited, and examples thereof include stirring, hitting, thrusting, vibration, tearing, cutting, crushing, and the like. Of these, stirring is preferred. Stirring can be performed in a treatment tank equipped with a stirrer such as a washing machine.
- This decomposition step is performed in an aqueous solution containing polyvalent metal ions or an acidic aqueous solution having a pH of 2.5 or less.
- an aqueous solution containing a polyvalent metal ion or an acidic aqueous solution having a pH of 2.5 or less the superabsorbent polymer swollen by absorbing water in the used sanitary goods is dehydrated.
- a superabsorbent polymer has a hydrophilic group (for example, —COO ⁇ ), and a water molecule is bonded to the hydrophilic group through a hydrogen bond, so that a large amount of water can be absorbed.
- a superabsorbent polymer that absorbs water When a superabsorbent polymer that absorbs water is placed in an aqueous solution containing a polyvalent metal ion such as calcium ion, the polyvalent metal ion is bonded to a hydrophilic group (for example, —COO ⁇ ) (for example, —COO—Ca—OCO). -), The hydrogen bond between the hydrophilic group and the water molecule is broken, the water molecule is released, the superabsorbent polymer is dehydrated, and the superabsorbent polymer that has absorbed water is dissolved in an acidic aqueous solution of pH 2.5 or less.
- a hydrophilic group for example, —COO ⁇
- - for example, —COO—Ca—OCO
- alkaline earth metal ions As polyvalent metal ions, alkaline earth metal ions, transition metal ions, and the like can be used.
- Alkaline earth metal ions include beryllium, magnesium, calcium, strontium and barium ions.
- Preferred aqueous solutions containing alkaline earth metal ions include aqueous solutions of calcium chloride, calcium nitrate, calcium hydroxide, calcium oxide, magnesium chloride, magnesium nitrate, etc. Among them, an aqueous solution of calcium chloride is preferable.
- the transition metal ion is not limited as long as it is incorporated into the water-absorbing polymer, and examples thereof include ions of iron, cobalt, nickel, copper, and the like.
- Examples of the aqueous solution containing a transition metal ion include aqueous solutions of transition metal inorganic acid salts, organic acid salts, complexes, and the like. From the viewpoint of cost and availability, an aqueous solution of an inorganic acid salt or an organic acid salt is preferable.
- inorganic acid salts include iron salts such as iron chloride, iron sulfate, iron phosphate and iron nitrate, cobalt salts such as cobalt chloride, cobalt sulfate, cobalt phosphate and cobalt nitrate, nickel salts such as nickel chloride and nickel sulfate, Examples thereof include copper salts such as copper chloride and copper sulfate.
- organic acid salts include iron lactate, cobalt acetate, cobalt stearate, nickel acetate, and copper acetate.
- an aqueous solution of a calcium compound is preferable in consideration of safety and price.
- ozone used in the subsequent process has the property of decomposing on the alkali side, so an aqueous solution of calcium chloride that is weakly alkaline as close to neutral as possible is stronger than calcium hydroxide or calcium oxide, which is a strong alkali. preferable.
- the pH of the aqueous solution containing polyvalent metal ions is not particularly limited, but is preferably 11 or less. In the case of using an alkaline compound, the pH of the aqueous solution is preferably greater than 7 and 11 or less.
- the amount of the polyvalent metal ion is preferably 4 mmol or more, more preferably 4.5 to 10 mmol, further preferably 5 to 8 mmol, per 1 g (dry mass) of the superabsorbent polymer. If the amount of polyvalent metal ions is too small, dehydration of the superabsorbent polymer will be insufficient. If the amount of polyvalent metal ions is too large, excess polyvalent metal ions remain in the treatment liquid without being taken into the superabsorbent polymer, leading to wasted polyvalent metal salts and increasing the treatment cost.
- the concentration of the polyvalent metal ion in the aqueous solution containing the polyvalent metal ion is not particularly limited as long as it is a concentration at which the polyvalent metal ion is taken into the superabsorbent polymer, but is preferably 10 to 1000 mmol / L, more preferably. 50 to 700 mmol / liter, more preferably 200 to 400 mmol / liter. If the concentration is too low, dehydration of the superabsorbent polymer will be insufficient. If the concentration is too high, excess polyvalent metal ions remain in the treatment liquid without being taken into the superabsorbent polymer, leading to wasted polyvalent metal ions and increasing the treatment cost.
- the concentration of calcium chloride is preferably 1% by mass or more, but even if it is increased to 10% by mass or more, the effect does not change. Is preferably 10 to 10% by mass, more preferably 3 to 6% by mass.
- the pH of the acidic aqueous solution is 2.5 or less, preferably 0.5 to 2.5, and more preferably 1.0 to 2.4. If the pH is too high, the superabsorbent polymer may be insufficiently dehydrated. If the pH is too low, the pulp fibers recovered due to strong acid may be damaged.
- any aqueous solution of an inorganic acid or an organic acid can be used as long as the pH is 2.5 or less.
- the organic acid include tartaric acid, glycolic acid, malic acid, citric acid, succinic acid, and acetic acid, and citric acid is preferable.
- the concentration of the organic acid in the aqueous solution is not particularly limited as long as the pH is 2.5 or less, but is preferably 0.1 to 10.0% by mass, more preferably 0.8. It is 5 to 8.0% by mass, and more preferably 1.0 to 5.0% by mass. If the concentration is too low, the superabsorbent polymer may be insufficiently dehydrated. If the concentration is too high, organic acid may be wasted.
- the amount of the aqueous solution used in the decomposition step is not particularly limited as long as a physical force can be applied to the used sanitary products, but preferably 3 to 50 kg with respect to 1 kg of used sanitary products including filth. More preferably, it is 3 to 10 kg. If the amount of the aqueous solution is too small, the used sanitary goods cannot be effectively stirred in the aqueous solution. An excessive amount of aqueous solution leads to waste of polyvalent metal ions or acids and increases processing costs.
- the temperature of the aqueous solution used in the decomposition step is not particularly limited as long as the superabsorbent polymer is dehydrated, but is usually higher than 0 ° C. and lower than 100 ° C. Room temperature is sufficient, but heating may be used to increase the reaction rate. In the case of heating, room temperature to 60 ° C. is preferable, room temperature to 40 ° C. is more preferable, and room temperature to 30 ° C. is further preferable.
- the time for the decomposition step is not particularly limited as long as it is sufficient for the used sanitary goods to be decomposed, but is preferably 5 to 60 minutes, more preferably 10 to 50 minutes, and still more preferably 20 ⁇ 40 minutes.
- the method of the present invention includes a step of separating pulp fibers from a mixture of pulp fibers and other materials produced in the decomposition step (hereinafter also simply referred to as “separation step”).
- the pulp fibers are separated from a mixture of pulp fibers generated by the decomposition of the used sanitary goods and other materials (superabsorbent polymer, nonwoven fabric, plastic film, rubber, etc.).
- this step at least a part of the pulp fiber is separated and recovered. Not all of the pulp fibers need be recovered.
- other materials may be separated and recovered together with the pulp fibers.
- usually, at least a part of the superabsorbent polymer is mixed into the separated pulp fiber.
- the decomposed constituent material is separated into a fraction containing pulp fibers and a superabsorbent polymer and a fraction containing a nonwoven fabric, a plastic film and rubber.
- the fraction containing pulp fiber and superabsorbent polymer may contain some nonwoven fabric, plastic film and rubber, and the fraction containing nonwoven fabric, plastic film and rubber will contain some pulp fiber and superabsorbent polymer. May be included.
- the method for separating pulp fibers is not limited, but, for example, a method for separating and separating in water using a difference in specific gravity of decomposed constituent materials, and having a predetermined mesh of constituent materials having different sizes. Examples thereof include a method of separating through a screen and a method of separating with a cyclone centrifuge.
- the method of the present invention includes a step of treating the separated pulp fiber with an ozone-containing aqueous solution having a pH of 2.5 or less (hereinafter also referred to as “ozone treatment step”).
- the separated pulp fibers are mixed with a high water-absorbing polymer.
- the superabsorbent polymer remaining in the separated pulp fibers is removed by decomposing, reducing the molecular weight, and solubilizing.
- the ozone-containing aqueous solution having a pH of 2.5 or less used in this step is not particularly limited as long as it is an aqueous solution in which ozone is dissolved and has a pH of 2.5 or less.
- the pH may be adjusted to 2.5 or less by addition, or ozone may be dissolved by blowing ozone into an acid aqueous solution having a pH of 2.5 or less.
- ozone water refers to water in which ozone is dissolved.
- the ozone water can be prepared by using, for example, an ozone water generator (such as an ozone water exposure tester ED-OWX-2 manufactured by Ecodesign Corporation, an ozone generator OS-25V manufactured by Mitsubishi Electric Corporation).
- the ozone concentration in the ozone-containing aqueous solution is not particularly limited as long as it is a concentration capable of decomposing the superabsorbent polymer, but is preferably 1 to 50 ppm by mass, more preferably 2 to 40 ppm by mass, More preferably, it is 3 to 30 ppm by mass. If the concentration is too low, the superabsorbent polymer cannot be completely solubilized and the superabsorbent polymer may remain in the recovered pulp fiber. On the other hand, if the concentration is too high, the oxidizing power is also increased, which may damage the pulp fiber and may cause a problem in safety.
- the treatment time of the ozone treatment process is not particularly limited as long as it is a time during which the superabsorbent polymer can be decomposed.
- the treatment time may be short if the ozone concentration in the ozone-containing aqueous solution is high, and a long time is required if the ozone concentration in the ozone-containing aqueous solution is low.
- the product of the ozone concentration (ppm) in the ozone-containing aqueous solution and the treatment time (minute) of the ozone treatment step (hereinafter also referred to as “CT value”) is preferably 100 to 6000 ppm ⁇ min, more preferably 200 to 4800 ppm. Min., More preferably 300 to 3600 ppm ⁇ min.
- the treatment time of the ozone treatment step depends on the ozone concentration in the ozone-containing aqueous solution, preferably 5 to 120 minutes, more preferably 10 to 100 minutes, and still more preferably. 20 to 80 minutes.
- the amount of the ozone-containing aqueous solution is not particularly limited as long as it is sufficient to completely immerse the separated pulp fibers, but is preferably 300 to 5,000 with respect to 100 parts by mass (dry basis) of the separated pulp fibers. Parts by mass, more preferably 500 to 4000 parts by mass, and still more preferably 800 to 3000 parts by mass. If the amount of the ozone-containing aqueous solution is too small, the superabsorbent polymer cannot be completely solubilized and the superabsorbent polymer may remain in the recovered pulp fiber. On the other hand, if the amount of the ozone-containing aqueous solution is too large, the production cost may increase.
- the method for treating the separated pulp fibers with the ozone-containing aqueous solution in the ozone treatment step is not particularly limited.
- the ozone-containing aqueous solution is put in a treatment tank, and the separated pulp fibers are put into the ozone-containing aqueous solution. That's fine.
- stirring of the ozone-containing aqueous solution is not essential, but it is preferable to stir appropriately.
- ozone gas may be blown into the aqueous solution placed in the container, and a flow may be generated in the ozone water by raising the bubbles of the ozone gas.
- the temperature of the ozone-containing aqueous solution is not particularly limited as long as it is a temperature capable of decomposing the superabsorbent polymer, and the ozone-containing aqueous solution may be heated, but may be kept at room temperature.
- the superabsorbent polymer In the ozone treatment process, the superabsorbent polymer is subjected to the oxidative decomposition action by ozone, the three-dimensional network structure of the superabsorbent polymer is destroyed, and the superabsorbent polymer loses its water retention, has a low molecular weight and is solubilized.
- the superabsorbent polymer having increased fluidity dissolves in the ozone-containing aqueous solution. Furthermore, in this process, pulp fibers are disinfected, bleached, and deodorized by the disinfection action of ozone.
- the ozone-containing aqueous solution has a pH of 2.5 or less. That is, the ozone treatment process is performed in an acidic state with a pH of 2.5 or less.
- an acidic ozone-containing aqueous solution By using an acidic ozone-containing aqueous solution, the water absorption expansion of the superabsorbent polymer can be suppressed, and the decomposition and removal effect of the superabsorbent polymer by ozone is dramatically improved. Can be disassembled.
- the decomposition step when an aqueous solution containing polyvalent metal ions is used, the superabsorbent polymer is dehydrated by polyvalent metal ions, so that the superabsorbent polymer can absorb water without using an acidic ozone-containing aqueous solution.
- an aqueous solution having a pH of 2.5 or less is used to dissolve and remove the polyvalent metal adhering to the surface of the pulp fiber with an acid.
- an acidic aqueous solution having a pH of 2.5 or less is used in the decomposition step
- the reason why the aqueous solution having a pH of 2.5 or less is used in the ozone treatment step is to suppress the water absorption expansion of the superabsorbent polymer. is there.
- the disinfection effect by an acid can also be provided by processing with acidic ozone containing aqueous solution.
- the pH of the ozone-containing aqueous solution is preferably 0.5 to 2.5, and more preferably 1.0 to 2.4.
- An ozone-containing aqueous solution having a pH of 2.5 or less can be produced by adding an acid to ozone water.
- the acid is not particularly limited, and an inorganic acid and an organic acid can be used, but an organic acid is preferable. Since organic acids function in a weak acid range and are environmentally friendly, organic acids are preferred from the viewpoint of safety and environmental burden. Although it does not specifically limit as an organic acid, Tartaric acid, glycolic acid, malic acid, a citric acid, a succinic acid, an acetic acid etc. can be mentioned. Of these, citric acid is preferred.
- the pH of the ozone-containing aqueous solution can be adjusted depending on the type of acid and the amount of acid added.
- the concentration of the organic acid in the ozone-containing aqueous solution is not limited as long as the pH is within a predetermined range, but is preferably 0.1 to 5.0% by mass, more preferably 0.2 to 3.0% by mass. %, And more preferably 0.5 to 2.0% by mass.
- the ozone treatment step is performed in an acidic state with a pH of 2.5 or less.
- the alkaline calcium compound may remain in the pulp fiber subjected to the ozone treatment step, and when the pulp fiber is added to the ozone-containing aqueous solution, The pH of the aqueous solution may change.
- the pH of the ozone-containing aqueous solution here refers to the pH of the ozone-containing aqueous solution after adding the pulp fiber.
- the pH can be adjusted by, for example, adding pulp fibers and an ozone-containing aqueous solution to the treatment tank, adding acid thereto while stirring, and adding the acid when the pH of the solution in the treatment tank reaches a predetermined pH. Stop.
- citric acid is particularly preferable.
- an aqueous solution containing calcium ions is used in the decomposition step, calcium ions and various calcium compounds are attached to the surface of the separated pulp fibers.
- Calcium compounds adhering to pulp fibers are not necessarily water-soluble, but also include insoluble and poorly soluble compounds, and cannot be removed by washing alone. Since citric acid forms a chelate with calcium and becomes water-soluble calcium citrate, insoluble or hardly soluble calcium compounds adhering to the surface of the pulp fiber can be effectively dissolved and removed.
- citric acid can form chelates with metals other than calcium, when insoluble or hardly soluble metal compounds other than calcium compounds are attached to the surface of the pulp fiber, not only calcium compounds but also calcium compounds Other insoluble or hardly soluble metal compounds can be dissolved and removed. As a result, the ash content of the obtained recycled pulp can be reduced.
- citric acid shows acidity, the pH of the recycled pulp can be controlled in a weakly acidic range depending on the condition setting including the washing step, and is gentle to the skin.
- citric acid is not a harmful substance for the human body, safety is high even if citric acid remains in the obtained recycled pulp.
- citric acid is a mild weak acid compared to the acid used in pulp refining, damage to the resulting recycled pulp can be reduced.
- citric acid can be obtained relatively inexpensively, recovery and regeneration costs can be reduced.
- citric acid does not smell and does not deteriorate the working environment. Sixth, there is no need for large-scale capital investment, and the current equipment can be used.
- the method of the present invention may include steps other than the decomposition step, the separation step, and the ozone treatment step, between the decomposition step and the separation step, between the separation step and the ozone treatment step, or before and after each step.
- processes other than the decomposition process, separation process, and ozone treatment process include processes such as cleaning, dehydration, disinfection, and measurement.
- the method of the present invention preferably includes a step of dehydrating the separated pulp fibers (hereinafter also referred to as “pulp fiber dehydration step”) between the separation step and the ozone treatment step.
- the method for dewatering the separated pulp fibers is not limited, and can be performed, for example, by dehydrating the separated pulp fibers with a dehydrator such as a centrifuge.
- the dehydration conditions are not particularly limited as long as the moisture content can be lowered to the target value.
- the dehydration time is preferably 1 to 10 minutes, more preferably 2 to 8 minutes, Preferably it is 3 to 6 minutes.
- the method of the present invention may include a step of washing recycled pulp with water (hereinafter also referred to as “recycled pulp washing step”) following the ozone treatment step.
- the method of the present invention may include a step of dehydrating the recycled pulp (hereinafter also referred to as “recycled pulp dehydration step”) following the recycled pulp washing step.
- the recycled pulp washing step and the recycled pulp dewatering step may be performed once, or may be alternately repeated a plurality of times.
- the method of the present invention may optionally include a step of drying the recycled pulp pulp (hereinafter also referred to as “recycled pulp drying step”) following the recycled pulp dewatering step.
- the dried recycled pulp is preferably processed and reused in a form suitable for a sanitary article manufacturing facility, such as a sheet, a roll, or a lump.
- the specific example of the process flow which manufactures recycled pulp from used sanitary goods using the method of this invention is as follows. (1) Weigh the used paper diaper (weighing step). (2) A used paper diaper and a 5% concentration calcium chloride aqueous solution are put into a washing machine, and the paper diaper is disassembled by stirring impact while being washed in the manner of a vertical washing machine (decomposing step). (3) Separating into a fraction containing pulp fibers and superabsorbent polymer and a fraction containing non-woven fabric, plastic film and rubber (separation step). (4) The recovered pulp fiber and superabsorbent polymer are dehydrated (dehydration step).
- the pulp fiber and superabsorbent polymer after dehydration are immersed in an organic acid (for example, citric acid) aqueous solution having a pH of 2.5 or less (calcium removal and acidification), and the ozone treatment is performed with an acid that is difficult to deactivate ozone. (Dissolve superabsorbent polymer, disinfect, bleach and deodorize) (ozone treatment step).
- organic acid for example, citric acid
- ozone treatment step Dissolve superabsorbent polymer, disinfect, bleach and deodorize
- Another specific example of the process flow for producing recycled pulp from used sanitary goods using the method of the present invention is as follows. (1) Weigh the used paper diaper (weighing step). (2) A used paper diaper and an aqueous citric acid solution having a concentration of 10% are put into a washing machine, and the paper diaper is decomposed by a stirring shock while being washed in the manner of a vertical washing machine (decomposing step). (3) Separating into a fraction containing pulp fibers and superabsorbent polymer and a fraction containing non-woven fabric, plastic film and rubber (separation step). (4) The recovered pulp fiber and superabsorbent polymer are dehydrated (dehydration step).
- pulp fibers including residual superabsorbent polymer
- other materials including plastic film, non-woven fabric, etc.
- pulp fibers including residual superabsorbent polymer.
- ozone treatment By performing ozone treatment on the surface, dirt can be washed, the organic matter concentration is low, and there is no ozone gas shielding material such as plastic film, so that it can be treated easily and in contact with ozone. Can be performed, processing time is reduced, and recycled pulp with lower ash content than unused pulp can be produced.
- the ozone treatment target can be limited to some extent, it is easy to set a reliable sterilization level, and it is possible to prevent the production of harmful substances (mutagenic substances, etc.) due to the oxidative decomposition of ozone.
- the present invention it is possible to efficiently collect ash pulp that conforms to the hygiene material standards. Since the superabsorbent polymer has a low molecular weight and is solubilized by the ozone treatment, the superabsorbent polymer does not remain between the pulp fibers.
- citric acid is used in the ozone treatment process, calcium can be dissolved and removed by the chelating effect of citric acid, and the ash derived from the superabsorbent polymer (calcium cross-linked product) inactivated by calcium is recovered. Not detected in recycled pulp.
- the recycled pulp obtained by the method of the present invention is preferably recycled pulp having an ash content of 0.65% by mass or less and reusable for sanitary napkins. Further, according to the present invention, the foreign matter contained in the unused pulp can be removed by treating with an ozone-containing aqueous solution having a pH of 2.5 or less, so that the ash content is lower than the ash content of the unused pulp. Recycled pulp can also be obtained.
- the recycled pulp obtained by the method of the present invention preferably has an ash content of 0.11% by mass or less, and more preferably has an ash content of 0.05 to 0.11 mass. The method for measuring ash will be described later.
- the recycled pulp obtained by the method of the present invention is preferably used for at least one of an absorbent body, a tissue and a nonwoven fabric constituting a sanitary product.
- Example 1 A commercially available disposable diaper (Moonie M size manufactured by Unicharm Corporation) was soaked and absorbed in 3 L of physiological saline containing 1% artificial filth for 10 minutes, and then added to a 5% strength aqueous calcium chloride solution (pH 10.5). It was immersed for a minute and the SAP in the diaper was dehydrated by Ca cross-linking action.
- a commercially available disposable diaper (Moonie M size manufactured by Unicharm Corporation) was soaked and absorbed in 3 L of physiological saline containing 1% artificial filth for 10 minutes, and then added to a 5% strength aqueous calcium chloride solution (pH 10.5). It was immersed for a minute and the SAP in the diaper was dehydrated by Ca cross-linking action.
- the ash content of the pulp (hereinafter also referred to as “unused pulp”) originally contained in the commercially available paper diapers used in the examples and comparative examples was 0.18% by mass.
- Example 2 A commercially available disposable diaper (Moonie M size manufactured by Unicharm Corporation) was soaked and absorbed in 3 L of physiological saline containing 1% of artificial filth for 10 minutes, and then added to a 10% aqueous citric acid solution (pH 1.6). It was immersed for a minute, and the SAP in the diaper was dehydrated by the action of acid.
- a commercially available disposable diaper (Moonie M size manufactured by Unicharm Corporation) was soaked and absorbed in 3 L of physiological saline containing 1% of artificial filth for 10 minutes, and then added to a 10% aqueous citric acid solution (pH 1.6). It was immersed for a minute, and the SAP in the diaper was dehydrated by the action of acid.
- Comparative Example 1 After 200 mL of sanitary saline was absorbed in a commercially available disposable diaper (Muninie's “Mooney” M size), the disposable diaper was placed in the washing layer of a two-tank type small washing machine (Aluminus “Sunny” AST-01). 8 pieces are added, and 80 g of calcium oxide (CaO) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is subsequently added, and then a sodium hypochlorite aqueous solution (concentration 250 ppm, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). (Diluted sodium with tap water) 6.5 L was added.
- CaO calcium oxide
- a sodium hypochlorite aqueous solution concentration 250 ppm, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- Comparative Example 2 A commercially available paper diaper (Moonie M size manufactured by Unicharm Corporation) was immersed in 3 L of physiological saline containing 1% artificial filth for 10 minutes, and then 10 L of a 1% aqueous citric acid solution (pH 2.2) was added. Then, 80 mg / m 3 of ozone gas was blown in for 30 minutes. The dissolved ozone amount of the treated water after 30 minutes was 1 ppm and pH 3.0. In this comparative example, since ozone was consumed for the decomposition of the artificial filth, the amount of dissolved ozone in the treated water after 30 minutes was lower than that in Example 1 or Example 2.
- Table 1 summarizes the results of measuring the ash content, water absorption performance and water retention performance of the pulps recovered in the examples and comparative examples.
- the measuring methods of ash content, water absorption performance, and water retention performance are as follows.
- the ash content, absorption performance and water retention performance of the pulp originally contained in the commercially available paper diapers used in the examples and comparative examples were 0.18% by mass, 16.4 g / g and 7.60 g / g. .
- Ash refers to the amount of inorganic or incombustible residue left after organic matter has been ashed. Ash content is measured in accordance with “5. Ash test method” in “2. That is, the ash content is measured as follows. A platinum, quartz, or magnetic crucible is ignited in advance at 500 to 550 ° C. for 1 hour, allowed to cool, and then its mass is accurately measured. Take 2 to 4 g of sample, place in crucible, weigh accurately, remove or shift crucible if necessary, heat gently at first, gradually increase temperature to 500-550 ° C. Ignite for over an hour until no carbides remain. After standing to cool, weigh its mass precisely. The residue is incinerated until it reaches a constant weight, and after standing to cool, its mass is precisely measured to obtain the amount of ash (%).
- Water absorption performance refers to the mass of water absorbed by pulp fibers per unit mass, and is measured as follows. (1) A bag (200 mm ⁇ 200 mm) of a nylon net (250 mesh nylon net manufactured by NBC Meshtec Co., Ltd.) is prepared, and its mass N 0 (g) is measured. (2) About 5 g of a measurement sample is put into a nylon net, and the mass A 0 (g) including the bag of the nylon net is measured. (3) Put 1 L of 0.9% physiological saline in a beaker and immerse the prepared nylon net bag containing the sample for 3 minutes. (4) Pull up the bag, leave it on the draining net for 3 minutes, and drain it.
- a nylon net 250 mesh nylon net manufactured by NBC Meshtec Co., Ltd.
- the mass A (g) after draining the nylon net bag containing the sample is measured.
- (6) Prepare another set of nylon nets cut out at the same size, carry out (3) and (4) in the same way without putting a sample, and mass N (g of nylon net bag after draining ).
- the mass ratio is preferably 100% or less, more preferably 90% or less, and still more preferably 80% or less.
- the recycled pulp produced by the method of the present invention can be suitably used again for the production of sanitary products.
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Abstract
Description
すなわち、本発明は、パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む使用済み衛生用品からパルプ繊維を回収し、衛生用品として再利用可能なリサイクルパルプを製造する方法であって、該方法が、
使用済み衛生用品を、多価金属イオンを含む水溶液またはpHが2.5以下の酸性水溶液中で、使用済み衛生用品に物理的な力を作用させることによって、使用済み衛生物品をパルプ繊維とその他の材料に分解する工程、
分解工程において生成したパルプ繊維とその他の材料の混合物からパルプ繊維を分離する工程、および
分離されたパルプ繊維をpHが2.5以下のオゾン含有水溶液で処理する工程
を含むことを特徴とする。
[1]パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む使用済み衛生用品からパルプ繊維を回収し、衛生用品として再利用可能なリサイクルパルプを製造する方法であって、該方法が、
使用済み衛生用品を、多価金属イオンを含む水溶液またはpHが2.5以下の酸性水溶液中で、使用済み衛生用品に物理的な力を作用させることによって、使用済み衛生物品をパルプ繊維とその他の素材に分解する工程、
分解工程において生成したパルプ繊維とその他の素材の混合物からパルプ繊維を分離する工程、および
分離されたパルプ繊維をpHが2.5以下のオゾン含有水溶液で処理する工程
を含むことを特徴とする方法。
[2]pHが2.5以下のオゾン含有水溶液が有機酸を含むことを特徴とする[1]に記載の方法。
[3]有機酸が酒石酸、グリコール酸、リンゴ酸、クエン酸、コハク酸および酢酸からなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする[2]に記載の方法。
[4]有機酸がクエン酸であることを特徴とする[3]に記載の方法。
[5]多価金属イオンがアルカリ土類金属イオンであることを特徴とする[1]~[4]のいずれかに記載の方法。
[6]多価金属イオンを含む水溶液が塩化カルシウム水溶液であることを特徴とする[5]に記載の方法。
[7]オゾン含有水溶液中のオゾンの濃度が1~50質量ppmであることを特徴とする[1]~[6]のいずれかに記載の方法。
[8]多価金属イオンを含む水溶液のpHが7よりも大きく11以下であることを特徴とする[1]~[7]のいずれかに記載の方法。
[9]分離されたパルプ繊維を脱水する工程をさらに含む[1]~[8]のいずれかに記載の方法。
[10]リサイクルパルプの灰分が0.65質量%以下であることを特徴とする[1]~[9]のいずれかに記載の方法。
[11]灰分が0.11質量%以下のリサイクルパルプ。
[12]パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む使用済み衛生用品から回収された灰分が0.11質量%以下のリサイクルパルプ。
[13]パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む使用済み衛生用品からパルプ繊維を回収する方法によって得られた灰分が0.11質量%以下のリサイクルパルプであって、前記方法が、
使用済み衛生用品を、多価金属イオンを含む水溶液またはpHが2.5以下の酸性水溶液中で、使用済み衛生用品に物理的な力を作用させることによって、使用済み衛生物品をパルプ繊維とその他の素材に分解する工程、
分解工程において生成したパルプ繊維とその他の素材の混合物からパルプ繊維を分離する工程、および
分離されたパルプ繊維をpHが2.5以下のオゾン含有水溶液で処理する工程
を含むことを特徴とするリサイクルパルプ。
使用済み衛生用品を、多価金属イオンを含む水溶液またはpH2.5以下の酸性水溶液中で、使用済み衛生用品に物理的な力を作用させることによって、使用済み衛生物品をパルプ繊維とその他の素材に分解する工程、
分解工程において生成したパルプ繊維とその他の素材の混合物からパルプ繊維を分離する工程、および
分離されたパルプ繊維をpHが2.5以下のオゾン含有水溶液で処理する工程
を含む。
本発明の方法は、好ましくは、さらに、分離されたパルプ繊維を脱水する工程を含む。
この工程では、使用済み衛生用品に物理的な力を作用させることによって、使用済み衛生用品をパルプ繊維とその他の素材に分解する。
衛生用品は、通常、パルプ繊維、高吸水性ポリマー、不織布、プラスチックフィルム、ゴム等の各素材から構成されている。この分解工程では、使用済み衛生用品を上記各素材に分解する。分解の程度は、パルプ繊維の少なくとも一部が回収できる程度に分解されればよく、必ずしも完全でなくてもよく、部分的であってもよい。
ここで、使用済み衛生用品に物理的な力を作用させる方法としては、限定するものではないが、攪拌、叩き、突き、振動、引き裂き、切断、破砕等を例示することができる。なかでも、攪拌が好ましい。攪拌は、洗濯機のような攪拌機付きの処理槽内で行なうことができる。
高吸水性ポリマーは、親水性基(たとえば-COO-)を有し、その親水性基に水分子が水素結合により結合することにより、大量の水を吸収することができるものであるが、水を吸収した高吸水性ポリマーを、カルシウムイオン等の多価金属イオンを含む水溶液中に入れると、親水性基(たとえば-COO-)に多価金属イオンが結合し(たとえば-COO-Ca-OCO-)、親水性基と水分子の水素結合が切れ、水分子が放出され、高吸水性ポリマーが脱水される、また、水を吸収した高吸水性ポリマーを、pH2.5以下の酸性水溶液中に入れると、マイナスに帯電した親水性基(たとえば-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(たとえば-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、と考えられている。
高吸水性ポリマーを脱水することによって、パルプ繊維と高吸水性ポリマーの分離が容易になる。使用済み衛生用品を、通常の水中で分解しようとすると、高吸水性ポリマーが吸水し膨潤して、槽内の固形分濃度が高まり、機械的な分解操作の処理効率が低下するが、多価金属イオンを含む水溶液またはpH2.5以下の酸性水溶液中で行うことによってそれを避けることができる。
アルカリ土類金属イオンとしては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムのイオンが挙げられる。好ましいアルカリ土類金属イオンを含む水溶液としては、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム等の水溶液が挙げられ、なかでも塩化カルシウム水溶液が好ましい。
多価金属イオンを含む水溶液として塩化カルシウム水溶液を用いるときは、塩化カルシウムの濃度は、1質量%以上であることが好ましいが、10質量%以上に高くしても、効果が変わらなくなるため、1~10質量%が好ましく、より好ましくは3~6質量%である。
分離工程では、使用済み衛生用品の分解によって生成したパルプ繊維とその他の素材(高吸水性ポリマー、不織布、プラスチックフィルム、ゴム等)の混合物からパルプ繊維を分離する。この工程では、パルプ繊維の少なくとも一部を分離回収する。パルプ繊維の全部が回収されなくてもよい。また、パルプ繊維と一緒にその他の素材が分離回収されてもよい。分離方法にもよるが、通常、高吸水性ポリマーの少なくとも一部は、分離されたパルプ繊維に混入してくる。たとえば、篩分けにより分離する方法において、パルプ繊維を篩下として回収する場合は、高吸水性ポリマーの大部分が分離回収されたパルプ繊維に混入してくる。この工程では、好ましくは、分解された構成素材を、パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む画分と、不織布、プラスチックフィルムおよびゴムを含む画分に分離する。ただし、パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む画分に若干の不織布、プラスチックフィルム、ゴムが含まれてもよいし、不織布、プラスチックフィルムおよびゴムを含む画分に若干のパルプ繊維、高吸水性ポリマーが含まれてもよい。
パルプ繊維を分離する方法は、限定するものではないが、たとえば、分解された構成素材の比重差を利用して水中で沈殿分離する方法、分解されたサイズの異なる構成素材を所定の網目を有するスクリーンを通して分離する方法、サイクロン式遠心分離機で分離する方法を例示することができる。
分離されたパルプ繊維には少なからず高吸水性ポリマーが混入している。この工程では、分離されたパルプ繊維に残留している高吸水性ポリマーを、分解し、低分子量化し、可溶化することにより、除去する。
この工程において用いるpHが2.5以下のオゾン含有水溶液とは、オゾンが溶解した水溶液であってpHが2.5以下のものであれば、特に限定するものではないが、オゾン水に酸を添加してpHを2.5以下にしたものでもよいし、pHが2.5以下の酸の水溶液にオゾンを吹き込むことによりオゾンを溶解させたものであってもよい。ここで、オゾン水とは、オゾンが溶解した水をいう。オゾン水は、たとえば、オゾン水発生装置(エコデザイン株式会社製オゾン水曝露試験機ED-OWX-2、三菱電機株式会社製オゾン発生装置OS-25Vなど)を用いて調製することができる。
オゾン含有水溶液中のオゾン濃度(ppm)とオゾン処理工程の処理時間(分)の積(以下「CT値」ともいう。)は、好ましくは100~6000ppm・分であり、より好ましくは200~4800ppm・分であり、さらに好ましくは300~3600ppm・分である。CT値が小さすぎると、高吸水性ポリマーを完全に可溶化することができず、回収したパルプ繊維に高吸水性ポリマーが残留するおそれがある。逆に、CT値が大きすぎると、パルプ繊維の損傷、安全性の低下、製造原価の増加につながるおそれがある。
オゾン処理工程の処理時間は、オゾン含有水溶液中のオゾン濃度に依存することは、上述のとおりであるが、好ましくは5~120分であり、より好ましくは10~100分であり、さらに好ましくは20~80分である。
オゾン含有水溶液のpHは、好ましくは0.5~2.5であり、より好ましくは1.0~2.4である。pHが低すぎると、得られるリサイクルパルプの吸水能力が低下するおそれがある。pHが低すぎると、得られるリサイクルパルプの吸水能力が低下する理由は定かではないが、パルプ繊維自体が変性するためと考えられる。
酸としては、特に限定されるものではなく、無機酸および有機酸を用いることができるが、好ましくは有機酸である。有機酸は弱酸域で機能しかつ環境に優しいので、安全性と環境負荷の観点から有機酸の方が好ましい。有機酸としては、特に限定するものではないが、酒石酸、グリコール酸、リンゴ酸、クエン酸、コハク酸、酢酸等を挙げることができる。なかでもクエン酸が好ましい。
オゾン含有水溶液のpHは、酸の種類および酸の添加量により、調製することができる。オゾン含有水溶液中の有機酸の濃度は、pHが所定の範囲内にある限り、限定されないが、好ましくは0.1~5.0質量%であり、より好ましくは0.2~3.0質量%であり、さらに好ましくは0.5~2.0質量%である。
pHの調整は、たとえば、処理槽にパルプ繊維とオゾン含有水溶液を入れ、攪拌しながら、そこに酸を添加していき、処理槽内の溶液のpHが所定のpHになったところで酸の添加を止める。
分解工程においてカルシウムイオンを含む水溶液を用いたときは、分離されたパルプ繊維の表面にはカルシウムイオンや種々のカルシウム化合物が付着している。パルプ繊維に付着しているカルシウム化合物は必ずしも水溶性のものとは限らず不溶性や難溶性のものも含まれており、水洗だけでは除去できない。クエン酸はカルシウムとキレートを形成し、水溶性のクエン酸カルシウムとなるので、パルプ繊維の表面に付着している不溶性または難溶性のカルシウム化合物を効果的に溶解除去することができる。クエン酸はカルシウム以外の金属ともキレートを形成することができるので、パルプ繊維の表面にカルシウム化合物以外の不溶性または難溶性の金属化合物が付着している場合には、カルシウム化合物のみならず、カルシウム化合物以外の不溶性または難溶性の金属化合物をも溶解除去することができる。その結果、得られるリサイクルパルプの灰分を低減することができる。
クエン酸を使用することにより、次のような利点もある。
第1に、クエン酸は酸性を示すので洗浄工程を含めた条件設定によってはリサイクルパルプのpHを弱酸性の範囲にコントロールすることができ、肌に優しい。
第2に、クエン酸は人体にとって有害物質ではないので、得られるリサイクルパルプにクエン酸が残留していたとしても、安全性が高い。
第3に、クエン酸はパルプ精製で使用する酸と比べてマイルドな弱酸であるので、得られるリサイクルパルプへのダメージを少なくすることができる。
第4に、クエン酸は比較的安価に入手できるので、回収再生費用を低減できる。
第5に、クエン酸は匂いがしないので、作業環境を悪化させない。
第6に、大掛かりな設備投資の必要がなく、現行設備で対応可能である。
本発明の方法は、好ましくは、分離工程とオゾン処理工程の間に、分離されたパルプ繊維を脱水する工程(以下「パルプ繊維脱水工程」ともいう。)を含む。分離されたパルプ繊維を脱水する方法は、限定するものではないが、たとえば、分離されたパルプ繊維を遠心分離機等の脱水機で脱水することにより行うことができる。脱水の条件は、水分率を目標とする値まで下げることができる限り、特に限定されないが、たとえば、脱水時間は、好ましくは1~10分であり、より好ましくは2~8分であり、さらに好ましくは3~6分である。
本発明の方法は、所望により、オゾン処理工程に続き、リサイクルパルプを水洗する工程(以下「リサイクルパルプ水洗工程」ともいう。)を含んでもよい。
本発明の方法は、所望により、リサイクルパルプ水洗工程に続き、リサイクルパルプを脱水する工程(以下「リサイクルパルプ脱水工程」ともいう。)を含んでもよい。
リサイクルパルプ水洗工程とリサイクルパルプ脱水工程は、1回ずつでもよいが、交互に複数回繰り返してもよい。
本発明の方法は、所望により、リサイクルパルプ脱水工程に続き、リサイクルパルプパルプを乾燥する工程(以下「リサイクルパルプ乾燥工程」ともいう。)を含んでもよい。
乾燥されたリサイクルパルプは、好ましくは、シート状、ロール状、または塊状など、衛生用品の製造設備に適応し易い形態に加工され、再利用される。
(1)使用済み紙おむつを計量する(計量工程)。
(2)洗浄機に使用済み紙おむつと、濃度5%の塩化カルシウム水溶液を投入し、縦型洗濯機の要領で洗浄しながら攪拌衝撃で紙おむつを分解する(分解工程)。
(3)パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む画分と、不織布、プラスチックフィルムおよびゴムを含む画分に分離する(分離工程)。
(4)回収されたパルプ繊維および高吸水性ポリマーを脱水する(脱水工程)。
(5)脱水後のパルプ繊維および高吸水性ポリマーをpHが2.5以下の有機酸(たとえばクエン酸)水溶液に浸漬(カルシウム除去および酸性化)し、オゾンが失活し難い酸性でオゾン処理(高吸水性ポリマー溶解、消毒、漂白および消臭)する(オゾン処理工程)。
(6)脱水、水洗浄、pH調整
(7)パルプ繊維回収
(8)脱水
(9)乾燥(二次消毒)
この例では、塩化カルシウム水溶液は弱アルカリ性で処理後排水もアルカリ性となるため、オゾン処理の酸性排水を混ぜ合わせることで、中和反応が起こり、排水pHを処理し易い中性に近づけることが可能である。
(1)使用済み紙おむつを計量する(計量工程)。
(2)洗浄機に使用済み紙おむつと、濃度10%のクエン酸水溶液を投入し、縦型洗濯機の要領で洗浄しながら攪拌衝撃で紙おむつを分解する(分解工程)。
(3)パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む画分と、不織布、プラスチックフィルムおよびゴムを含む画分に分離する(分離工程)。
(4)回収されたパルプ繊維および高吸水性ポリマーを脱水する(脱水工程)。
(5)脱水後のパルプ繊維および高吸水性ポリマーをpHが2.5以下の有機酸(たとえばクエン酸)水溶液に浸漬(カルシウム除去および酸性化)し、オゾンが失活し難い酸性でオゾン処理(高吸水性ポリマー溶解、消毒、漂白および消臭)する(オゾン処理工程)。
(6)脱水、水洗浄、pH調整
(7)パルプ繊維回収
(8)脱水
(9)乾燥(二次消毒)
この例では、カルシウム化合物を使用しない工程のため、得られるリサイクルパルプの品質は良好である。
また、オゾン処理対象物をある程度限定することができるため、確実な殺菌レベルを設定しやすく、かつオゾンの酸化分解による有害物質産生(変異原性物質等)を防ぐことが可能となる。
オゾン処理により、高吸水性ポリマーを低分子量化、可溶化するため、高吸水性ポリマーがパルプ繊維間に残留することがない。
オゾン処理工程でクエン酸を用いたときは、クエン酸のキレート効果により、カルシウムが溶解除去可能であり、カルシウムで不活性化された高吸水性ポリマー(カルシウム架橋体)に由来した灰分が、回収されたリサイクルパルプに検出されない。
多価金属イオンを含む水溶液またはpHが2.5以下の酸性水溶液中で使用済み衛生物品を分解するので、膨潤した高吸水性ポリマーによって処理槽内の流動性を失うことが無く、処理効率の低下はおこらない。
安全性の高い有機酸を使用することで、安全に処理することが可能である。
なお、灰分の測定方法については、後述する。
[オゾン水発生装置]
製造元: 三菱電機株式会社
名称: オゾン発生装置
型番: OS-25V
オゾン水濃度可変範囲: 1~80mg/m3
オゾン水曝露槽容積: 30L
[人工汚物]
馬血清、豚腸ムチン、グリセリンを1:1:1(質量比)で混合したもの。
[生理用食塩水]
濃度0.9%の食塩水。
市販の紙おむつ(ユニ・チャーム社製「ムーニー」Mサイズ)を人工汚物を1%含む生理用食塩水3Lに10分間浸漬吸水させた後、濃度5%の塩化カルシウム水溶液(pH10.5)に3分間浸漬し、おむつ中のSAPがCa架橋作用により脱水された状態にした。おむつを取り出し、メッシュ袋(30cm四方、株式会社NBCメッシュテック製N-No.250HD)に入れ、脱水槽で5分間脱水し、パルプが保水している余剰水分を除去後、濃度1%のクエン酸水溶液(pH2.2)10Lの中に入れて、80mg/m3のオゾンガス(1m3中80mgがオゾン、残りは酸素)を30分間吹き込み処理を行った。30分後の処理水の溶存オゾン量は、30ppmで、pH2.4であった。目開き2mm×2mmのメッシュにて、処理水を漉しとった結果、SAPはなくなり、パルプのみを回収することができた。
回収されたパルプの灰分を、生理処理用品材料規格の「2.一般試験法」の「5.灰分試験法」により分析したところ、0.10質量%にまで低減することができていた。なお、実施例および比較例に用いた市販の紙おむつにもともと含まれていたパルプ(以下「未使用パルプ」ともいう。)の灰分は0.18質量%であった。この処理により、未使用パルプがもともと含んでいた微小な残留異物までも除去することが可能で、未使用パルプよりも灰分の少ないリサイクルパルプを得ることができた。
市販の紙おむつ(ユニ・チャーム社製「ムーニー」Mサイズ)を人工汚物を1%含む生理用食塩水3Lに10分間浸漬吸水させた後、濃度10%のクエン酸水溶液(pH1.6)に3分間浸漬し、おむつ中のSAPが酸の作用により脱水された状態にした。おむつを取り出し、メッシュ袋(30cm四方、株式会社NBCメッシュテック製N-No.250HD)に入れ、脱水槽で5分間脱水し、パルプが保水している余剰水分を除去後、濃度1%のクエン酸水溶液(pH2.2)10Lの中に入れて、80mg/m3のオゾンガスを30分間吹き込み処理を行った。30分後の処理水の溶存オゾン量は、32ppmで、pH2.0であった。目開き2mm×2mmのメッシュにて、処理水を漉しとった結果、SAPはなくなり、パルプのみを回収することができた。
回収されたパルプの灰分を実施例1と同様に分析したところ、0.06質量%にまで低減することができていた。この処理により、未使用パルプよりも灰分の少ないリサイクルパルプを得ることができた。
市販の紙おむつ(ユニ・チャーム社製「ムーニー」Mサイズ)に生理用食塩水200mLを吸水させた後、紙おむつを2槽式小型洗濯機(アルミス社製「晴晴」AST-01)の洗濯層に8個投入し、続けて酸化カルシウム(CaO)(和光純薬工業株式会社製)を80gを投入し、その後、濃度250ppmの次亜塩素酸ナトリウム水溶液(和光純薬工業株式会社製次亜塩素酸ナトリウムを水道水で希釈したもの)6.5Lを加えた。15分間洗濯後に洗濯槽内の液を排水し、濃度250ppmの次亜塩素酸ナトリウム水溶液(和光純薬工業株式会社製次亜塩素酸ナトリウムを水道水で希釈したもの)6.5Lを新たに投入した。15分間洗濯後、水洗濯層内の液中に浮遊するパルプのみをすくい取り、メッシュ袋(25cm四方、株式会社NBCメッシュテック製N-No.250HD)に入れ、脱水槽で5分間脱水した。回収したパルプはメッシュ袋ごと水道水で15分間すすぎ洗いを行い、再び脱水槽で5分間脱水した。回収したパルプは105℃の熱風乾燥機で24時間乾燥させた。回収されたパルプの灰分を実施例1と同様に分析したところ、8.51質量%ときわめて多く、衛生材料基準に適合しないものであった。
市販の紙おむつ(ユニ・チャーム社製「ムーニー」Mサイズ)を人工汚物を1%含む生理用食塩水3Lに10分間浸漬吸水させた後、濃度1%のクエン酸水溶液(pH2.2)10Lの中に入れて、80mg/m3のオゾンガスを30分間吹き込み処理を行った。30分後の処理水の溶存オゾン量は、1ppmで、pH3.0であった。この比較例では、オゾンが人工汚物の分解に消費されたために、30分後の処理水の溶存オゾン量が実施例1や実施例2に比べ低くなった。目開き2mm×2mmのメッシュにて、処理水を漉しとった結果、ゼリー状のSAPが多く残留し、パルプのみを回収することができなかった。回収されたパルプの灰分を実施例1と同様に分析したところ、0.55質量%と多かった。オゾン処理のCT値を高めなければ、SAP分解が進まず、この条件では、低品質パルプとなってしまう。オゾン処理する前に汚物を分離除去しておかないとオゾン処理効果が悪いことが分かる。
なお、灰分、吸水性能および保水性能の測定方法は、次のとおりである。
ちなみに、実施例および比較例に用いた市販の紙おむつにもともと含まれていたパルプの灰分、吸収性能および保水性能は、0.18質量%、16.4g/gおよび7.60g/gであった。
灰分とは、有機質が灰化されてあとに残った無機質または不燃性残留物の量をいう。灰分は、生理処理用品材料規格の「2.一般試験法」の「5.灰分試験法」に従って測定する。すなわち、灰分は、次のようにして測定する。
あらかじめ白金製、石英製または磁製のるつぼを500~550℃で1時間強熱し、放冷後、その質量を精密に量る。試料2~4gを採取し、るつぼに入れ、その質量を精密に量り、必要ならばるつぼのふたをとるか、またはずらし、初めは弱く加熱し、徐々に温度を上げて500~550℃で4時間以上強熱して、炭化物が残らなくなるまで灰化する。放冷後、その質量を精密に量る。再び残留物を恒量になるまで灰化し、放冷後、その質量を精密に量り、灰分の量(%)とする。
吸水性能とは、単位質量あたりのパルプ繊維が吸収する水の質量をいい、次のように測定する。
(1)ナイロンネット(株式会社NBCメッシュテック製250メッシュナイロンネット)の袋(200mm×200mm)を準備し、その質量N0(g)を測定する。
(2)ナイロンネットに測定サンプル約5gを入れ、ナイロンネットの袋を含む質量A0(g)を測定する。
(3)ビーカーに0.9%濃度の生理食塩水1Lを入れ、準備したサンプル入りのナイロンネットの袋を浸漬させ3分間放置する。
(4)袋を引き上げ、水切りネット上に3分間静置し、水切りする。
(5)サンプルの入ったナイロンネットの袋の水切り後の質量A(g)を測定する。
(6)同一のサイズにて切り出したナイロンネットをもう1セット準備し、サンプルを入れずに(3)、(4)を同様に実施し、水切り後のナイロンネットの袋のみの質量N(g)を測定する。
(7)次式により、吸水性能(g/g)を算出する。
吸水性能=(A-N-(A0-N0))/(A0-N0)
(8)測定は10回行い、10回の測定値を平均する。
保水性能は、次のようにして測定する。
吸収性能測定後のサンプルを、遠心分離機(国産遠心株式会社製分離機、型H130、回転数850rpm=150G)にて、150Gで90秒間脱水後の質量B(g)を測定する。
保水性能=(B-N-(A0-N0))/(A0-N0)
測定は10回行い、10回の測定値を平均する。
市販の紙おむつ(ユニ・チャーム社製「ムーニー」Mサイズ)を生理用食塩水3Lに10分間浸漬させた後、引き上げ、直ちに、吸水した紙おむつの質量を測定し、吸水後質量とした。次いで、吸水した紙おむつを種々の濃度(質量%)のクエン酸水溶液または塩化カルシウム水溶液3Lに3分間浸漬させた後、引き上げ、直ちに質量を測定し、脱水後質量とした。脱水後質量/吸水後質量×100の値(以下単に「質量比率」ともいう。)を算出した。各濃度ごとにN=3で測定した結果の平均値を表2に示す。なお、表2には、各濃度のクエン酸水溶液または塩化カルシウム水溶液のpHも併せて示す。
処理水(クエン酸1%水溶液)10Lに高吸水性ポリマー29gおよび人工汚物100gを添加し、80mg/m3のオゾンガスを30分間吹き込み処理を行った。30分後の処理水の溶存オゾン量は1.2ppmであり、高吸水性ポリマーの分解率は36%であった。
人工汚物を添加せずに、同様の処理を行ったところ、30分後の処理水の溶存オゾン量は25ppmであり、高吸水性ポリマーの分解率は99%であった。
排泄物を模した人工汚物を処理水中に添加した場合、汚物無しに比べ、処理溶液中の溶存オゾン濃度が低下するとともに、高吸水性ポリマーの解率が低下することが確認された。これはオゾンが汚物の分解に大量消費され、高吸水性ポリマーの分解が進み難くなっているためである。
本発明においては、高吸水性ポリマーが吸水膨張しない溶液中で、使用済み衛生用品を洗浄、分解し、主成分がパルプと残留高吸水性ポリマーになった後、オゾン処理を行うことで、効率的に処理を行うことが可能となる。
Claims (13)
- パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む使用済み衛生用品からパルプ繊維を回収し、衛生用品として再利用可能なリサイクルパルプを製造する方法であって、該方法が、
使用済み衛生用品を、多価金属イオンを含む水溶液またはpHが2.5以下の酸性水溶液中で、使用済み衛生用品に物理的な力を作用させることによって、使用済み衛生物品をパルプ繊維とその他の素材に分解する工程、
分解工程において生成したパルプ繊維とその他の素材の混合物からパルプ繊維を分離する工程、および
分離されたパルプ繊維をpHが2.5以下のオゾン含有水溶液で処理する工程
を含むことを特徴とする方法。 - pHが2.5以下のオゾン含有水溶液が有機酸を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 有機酸が酒石酸、グリコール酸、リンゴ酸、クエン酸、コハク酸および酢酸からなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 有機酸がクエン酸であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 多価金属イオンがアルカリ土類金属イオンであることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- 多価金属イオンを含む水溶液が塩化カルシウム水溶液であることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- オゾン含有水溶液中のオゾンの濃度が1~50質量ppmであることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
- 多価金属イオンを含む水溶液のpHが7よりも大きく11以下であることを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
- 分離されたパルプ繊維を脱水する工程をさらに含む請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
- リサイクルパルプの灰分が0.65質量%以下であることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- 灰分が0.11質量%以下のリサイクルパルプ。
- パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む使用済み衛生用品から回収された灰分が0.11質量%以下のリサイクルパルプ。
- パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む使用済み衛生用品からパルプ繊維を回収する方法によって得られた灰分が0.11質量%以下のリサイクルパルプであって、前記方法が、
使用済み衛生用品を、多価金属イオンを含む水溶液またはpHが2.5以下の酸性水溶液中で、使用済み衛生用品に物理的な力を作用させることによって、使用済み衛生物品をパルプ繊維とその他の素材に分解する工程、
分解工程において生成したパルプ繊維とその他の素材の混合物からパルプ繊維を分離する工程、および
分離されたパルプ繊維をpHが2.5以下のオゾン含有水溶液で処理する工程
を含むことを特徴とするリサイクルパルプ。
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