WO2018025501A1 - 使用済み吸収性物品からパルプ繊維を回収する方法 - Google Patents

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absorbent article
pulp fibers
used absorbent
organic acid
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孝義 小西
利夫 平岡
八巻　孝一
範朋 亀田
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ユニ・チャーム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for recovering pulp fibers from used absorbent articles. More specifically, the present invention relates to a method for recovering less damaged pulp fibers from a used absorbent article containing pulp fibers and a superabsorbent polymer.
  • JP 2010-84031 A introduces lime, hypochlorous acid and used paper diapers into a treatment tank, and stirs for a predetermined time while supplying a minimum amount of water that can be stirred in the treatment tank.
  • a treatment method for used paper diapers characterized by discharging the liquid in the treatment tank to the outside of the treatment tank and dehydrating it, collecting the discharged waste water, performing water quality treatment, and discarding it is proposed.
  • JP 2010-84031 A introduces a sufficient amount of lime to inactivate the superabsorbent polymer and uses hypochlorous acid as a disinfectant (disinfectant). It was recovered by this treatment because the inside of the tank became a high alkaline environment and there was a possibility that the pulp fibers would deteriorate, and there was a large amount of superabsorbent polymer and undissolved lime cross-linked and dehydrated by lime calcium ions. The amount of ash in the pulp fiber becomes very high, and the performance and quality deteriorate. In addition, there are concerns about the environmental impact of using hypochlorous acid.
  • the present inventors pay attention to such conventional problems, and heat an organic acid that hardly damages the pulp fiber at a pH at which the bactericidal effect can be greatly improved and at 80 ° C. or higher. It was found that by using it as washing water, pulp fibers with little damage can be recovered, and the present invention has been completed.
  • the present invention is a method for recovering pulp fibers from a used absorbent article containing pulp fibers and a superabsorbent polymer, wherein the method comprises treating the used absorbent article with an organic acid having a pH of 2.5 or less. It includes a step of inactivating the superabsorbent polymer by treating with an aqueous solution at a temperature of 80 ° C. or higher.
  • the present invention includes the following aspects.
  • a method for recovering pulp fibers from a used absorbent article containing pulp fibers and a superabsorbent polymer comprising treating the used absorbent article with an aqueous organic acid solution having a pH of 2.5 or less.
  • the method further includes a step of treating the mixture containing separated pulp fibers and inactivated superabsorbent polymer with an oxidizing agent, decomposing the inactivated superabsorbent polymer, reducing the molecular weight, and solubilizing [2].
  • the method described in 1. [4] The method according to [3], further comprising separating pulp fibers from the mixture treated with the oxidizing agent.
  • the citric acid concentration of the organic acid aqueous solution is 2% by mass or more.
  • the used absorbent article contains a material composed of a thermoplastic resin, and the method dries the residue after separating the pulp fibers and the inactivated superabsorbent polymer from the used absorbent article, The method according to any one of [2] to [4], further comprising a step of separating a material comprising a thermoplastic resin from the residue obtained.
  • the used absorbent article includes a thermoplastic resin film, and the method separates the pulp fiber and the inactivated superabsorbent polymer from the used absorbent article, and dries the residue.
  • Any one of [1] to [8], wherein the absorbent article is at least one selected from the group consisting of disposable diapers, urine collection pads, bed sheets, sanitary napkins and pet sheets. The method described in 1.
  • pulp fibers with little damage can be recovered from a used absorbent article containing pulp fibers and a superabsorbent polymer.
  • the present invention is a method for recovering pulp fibers from a used absorbent article containing pulp fibers and a superabsorbent polymer.
  • the absorbent article is not particularly limited as long as it contains pulp fibers and a superabsorbent polymer, and examples thereof include paper diapers, urine absorbing pads, bed sheets, sanitary napkins, pet sheets, and the like. . These absorbent articles are usually composed of constituent materials such as pulp fibers, superabsorbent polymers, nonwoven fabrics, thermoplastic resin films, hot melt adhesives and the like.
  • 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
  • SAP has a three-dimensional network structure in which water-soluble polymers are appropriately cross-linked. It absorbs water several hundred to thousand times but is essentially insoluble in water. The water once absorbed does not release even when a certain pressure is applied, and examples thereof include starch-based, acrylic acid-based, amino acid-based particulate or fibrous polymers.
  • the method of the present invention comprises a step of treating a used absorbent article with an organic acid aqueous solution having a pH of 2.5 or less at a temperature of 80 ° C. or higher to inactivate a superabsorbent polymer (hereinafter simply referred to as “organic acid aqueous solution treatment step”). ").
  • organic acid aqueous solution treatment step By treating with an organic acid aqueous solution having a pH of 2.5 or less, Na ions of the superabsorbent polymer contained in the used absorbent article are replaced with H ions, and the water absorbency of the superabsorbent polymer is significantly reduced.
  • the superabsorbent polymer does not absorb water during the treatment and the treatment efficiency is not lowered.
  • the hot melt adhesive that adheres the constituent material of the absorbent article is softened at a temperature of 80 ° C. or higher, and the adhesive strength is reduced, so that the adhesive is easily peeled off by the force during stirring and washing,
  • the absorbent article can be broken down into its constituent materials.
  • an organic acid aqueous solution having a pH of 2.5 or lower is used and heated to 80 ° C. or higher, most bacteria can be killed.
  • the absorbent article can be decomposed into its constituent materials by treating at a temperature of 80 ° C. or higher. Therefore, before the organic acid aqueous solution treatment step, the used absorbent article is preliminarily treated. There is no need to crush or remove pulp fibers.
  • the organic acid aqueous solution treatment step is carried out with the used absorbent article as it is.
  • pulp fibers, superabsorbent polymers, and other constituent materials are easily released into an organic acid aqueous solution without being damaged by physical force, and can efficiently come into contact with the organic acid aqueous solution.
  • constituent materials such as nonwoven fabrics and films can be recovered while maintaining their shapes, no complicated separation process is required, and recovery efficiency is high.
  • organic acid examples include citric acid, tartaric acid, glycolic acid, malic acid, succinic acid, acetic acid, ascorbic acid, and the like, and citric acid is particularly preferable. Due to the chelate effect of citric acid, metal ions and the like in excreta can be trapped and removed, and a high dirt component removal effect can be expected due to the cleaning effect of citric acid.
  • the pH of the organic acid aqueous solution is 2.5 or less, preferably 1.3 to 2.4, and more preferably 1.5 to 2.1. If the pH is too high, the water absorption ability of the superabsorbent polymer cannot be sufficiently reduced. Moreover, there exists a possibility that the bactericidal ability falls and the Bacillus subtilis etc. which have formed the spore cannot fully sterilize. If the pH is too low, there is a concern that the equipment will be corroded and the service life will be reduced, or a lot of alkaline chemicals may be required for the neutralization treatment during the wastewater treatment. In addition, since pH changes with water temperature, pH in this invention shall mean pH measured by aqueous solution temperature 20 degreeC.
  • the organic acid concentration of the organic acid aqueous solution is not limited as long as the pH of the organic acid aqueous solution is 2.5 or less, but when the organic acid is citric acid, the concentration of citric acid is preferably 2% by mass or more, More preferred is 2.0 to 4.0% by mass, and further more preferred is 2.0 to 3.0% by mass. If the citric acid concentration is 2% or more at 80 ° C. or higher, Bacillus subtilis that is difficult to kill can be killed by washing for 5 minutes or more.
  • the organic acid aqueous solution may further contain a detergent or the like.
  • the treatment temperature that is, the temperature of the organic acid aqueous solution is 80 ° C. or higher, preferably 85 ° C. or higher and lower than 100 ° C., more preferably 85 to 95 ° C. If the temperature is too low, the hot melt adhesive cannot be sufficiently softened, and the used absorbent article cannot be decomposed into constituent materials. Moreover, there exists a possibility that the bactericidal ability falls and it cannot fully sterilize Bacillus subtilis etc. which have formed the spore. If the temperature is too high, the treated water will boil, the pressure in the treatment tank will increase and a pressure-resistant tank will be required, or the odor derived from excrement will easily diffuse and the working environment may deteriorate.
  • the treatment time is not limited as long as it can inactivate the superabsorbent polymer and decompose the used absorbent article into a constituent material, but it is preferably 5 to 60 minutes, more preferably 10 to 30 minutes. .
  • the amount of the organic acid aqueous solution is not limited as long as it can inactivate the superabsorbent polymer and decompose the used absorbent article into a constituent material, but is preferably 300 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by mass of the used absorbent article. 3000 parts by mass, more preferably 500 to 2500 parts by mass, and still more preferably 1000 to 2000 parts by mass.
  • a method of treating a used absorbent article with an organic acid aqueous solution having a pH of 2.5 or less at a temperature of 80 ° C. or higher is not particularly limited. For example, a predetermined amount of a used absorbent article is put into a cleaning facility, Next, an organic acid aqueous solution having a pH of 2.5 or less heated to 80 ° C. or more is added and stirred as necessary. A detergent or the like may be added to the organic acid aqueous solution as necessary.
  • the method of the present invention further includes a step of separating the pulp fibers and the inactivated superabsorbent polymer from the used absorbent article after being treated with the aqueous organic acid solution (hereinafter also simply referred to as “separation step”).
  • a method for separating the pulp fiber and the inactivated superabsorbent polymer is not limited.
  • the mixture formed by the organic acid aqueous solution treatment step is preferably 5 to 100 mm, more preferably 10
  • pulp fibers and inactivated superabsorbent polymer remain in the waste water, and other large shapes such as non-woven fabric and thermoplastic resin film remain on the screen and can be separated. it can.
  • the method of the present invention further comprises a step of treating the mixture containing separated pulp fibers and inactivated superabsorbent polymer with an oxidizing agent, decomposing the inactivated superabsorbent polymer, reducing the molecular weight, and solubilizing ( Hereinafter, it may be simply referred to as an “oxidant treatment step”.
  • an oxidizing agent By treating the mixture containing pulp fibers and inactivated superabsorbent polymer with an oxidizing agent, the inactivated superabsorbent polymer can be oxidized and decomposed, reduced in molecular weight and solubilized. Subsequent sterilization, bleaching and deodorization can be performed.
  • the state in which the superabsorbent polymer is decomposed, reduced in molecular weight, and solubilized refers to a state of passing through a 2 mm screen. That is, in this step, the superabsorbent polymer is decomposed to such an extent that it passes through a screen having a mesh opening of 2 mm.
  • oxidizing agent examples include, but are not limited to, chlorine dioxide, ozone, sodium hypochlorite and the like, as long as the inactivated superabsorbent polymer can be decomposed, reduced in molecular weight, and solubilized.
  • ozone is preferable from the viewpoint of high decomposition ability and environmental impact.
  • the method of treating with an oxidizing agent is not limited as long as the deactivated superabsorbent polymer can be decomposed, reduced in molecular weight, and solubilized, but for example, pulp fibers obtained after separation through a screen in the separation step and Add oxidizing agent to waste water containing inactivated superabsorbent polymer. Or, further, the pulp fiber and the deactivated superabsorbent polymer are separated from the drainage through a screen that is fine enough to prevent the pulp fiber and the deactivated superabsorbent polymer from passing through, and the separated pulp fiber and An inactivated superabsorbent polymer may be added to the aqueous oxidizing agent solution.
  • Ozone When ozone is used as the oxidizer, the mixture containing pulp fibers and inactivated superabsorbent polymer is brought into contact with ozone, more specifically, the wastewater containing pulp fibers and inactivated superabsorbent polymer is treated with ozone.
  • the oxidant treatment can be performed by blowing.
  • Ozone can be generated 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 wastewater is not particularly limited as long as it can decompose the superabsorbent polymer, but preferably 1 to It is 50 ppm by mass, more preferably 2 to 40 ppm by mass, and further preferably 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 time for the ozone treatment 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 is high, and a long time is required if the ozone concentration is low.
  • the product of ozone concentration (ppm) and treatment time (min) (hereinafter also referred to as “CT value”) is preferably 100 to 6000 ppm ⁇ min, more preferably 200 to 4800 ppm ⁇ min, and even more preferably 300. ⁇ 3600 ppm ⁇ min. If the CT value is too small, the superabsorbent polymer cannot be completely solubilized and the superabsorbent polymer may remain in the recovered pulp fiber.
  • the treatment time depends on the ozone concentration, but is preferably 20 to 120 minutes, more preferably 30 to 100 minutes, and further preferably 40 to 80 minutes.
  • the temperature during the ozone treatment is not particularly limited as long as it is a temperature at which the superabsorbent polymer can be decomposed.
  • the wastewater may be heated but may remain at room temperature.
  • the superabsorbent polymer is subjected to oxidative decomposition action by the oxidizer, the three-dimensional network structure of the superabsorbent polymer is destroyed, and the superabsorbent polymer loses water retention, has a low molecular weight, and is solubilized.
  • the wastewater is preferably acidic. More preferably, the pH of the waste water is 2.5 or less, and more preferably 1.5 to 2.4.
  • the effect of decomposing and removing the superabsorbent polymer by ozone is improved, and the superabsorbent polymer can be decomposed in a short time.
  • the pulp fiber and the deactivated superabsorbent polymer are more specifically brought into contact with chlorine dioxide by contacting the mixture containing the pulp fiber and the deactivated superabsorbent polymer with chlorine dioxide.
  • the oxidant treatment can be performed by blowing chlorine dioxide into the waste water. Commercially available chlorine dioxide can be used.
  • the concentration of chlorine dioxide in the wastewater is not particularly limited as long as it is a concentration capable of decomposing the superabsorbent polymer, but preferably Is from 150 to 1100 ppm by mass, more preferably from 200 to 1000 ppm by mass, and even more preferably from 300 to 900 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 is the same as in the case of ozone treatment.
  • the pulp fiber and the deactivated mixture are more specifically brought into contact with sodium hypochlorite by contacting the mixture containing the pulp fiber and the deactivated superabsorbent polymer.
  • Oxidation by adding sodium hypochlorite to wastewater containing superabsorbent polymer or by immersing pulp fiber and inactivated superabsorbent polymer separated from wastewater by screen in aqueous sodium hypochlorite solution Agent treatment can be performed.
  • a commercially available thing can be used for sodium hypochlorite.
  • the concentration of sodium hypochlorite in the aqueous sodium hypochlorite solution is not particularly limited as long as it is a concentration capable of decomposing the superabsorbent polymer, but is preferably 150 to 1000 ppm by mass, more preferably 200 to 800 ppm by mass, more preferably 250 to 700 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 is the same as in the case of ozone treatment.
  • the method of the present invention can further include a step of separating pulp fibers from the mixture treated with the oxidizing agent (hereinafter also simply referred to as “pulp fiber separation step”).
  • the method for separating the pulp fibers is not particularly limited.
  • the pulp fibers can be separated by passing the mixture treated with the oxidizing agent through a screen having an opening of 0.15 to 2 mm.
  • the waste water containing the mixture treated with the oxidizing agent, more specifically, the pulp fiber and the super-absorbent polymer degradation product is passed through a screen having a mesh opening of 0.15 to 2 mm, thereby decomposing the super-absorbent polymer. Waste water containing material passes through the screen, and the pulp fibers remain on the screen.
  • the separated pulp fibers can be dehydrated, dried and recovered as necessary.
  • the drying temperature is preferably 105 to 210 ° C, more preferably 110 to 190 ° C, and further preferably 120 to 180 ° C.
  • the drying time is preferably 10 to 120 minutes, more preferably 15 to 100 minutes, and further preferably 20 to 90 minutes.
  • the method of the present invention further dries the residue after separating the pulp fibers and the inactivated superabsorbent polymer from the used absorbent article, A step of separating a material made of a thermoplastic resin from the dried residue (hereinafter also simply referred to as a “thermoplastic resin material separation step”) can be included.
  • the residue can be subjected to secondary sterilization by drying the residue.
  • the material made of a thermoplastic resin means a nonwoven fabric, a film, or the like made of a thermoplastic resin such as polyethylene, polypropylene, or polyester.
  • the material made of the separated thermoplastic resin can be made into RPF (solid fuel).
  • the residue after separating the pulp fibers and the inactivated superabsorbent polymer from the used absorbent article is further dried and dried.
  • a step of separating the thermoplastic resin film from the residue (hereinafter also simply referred to as “film separation step”) can be included. By drying the residue, secondary sterilization of the residue can be performed.
  • the separated thermoplastic resin film can be regenerated as a plastic bag or film again by pelletizing.
  • the lime When lime is used for the treatment of used absorbent articles as disclosed in JP 2010-84031 A, the lime creates a high pH (12.4) environment in the treatment tank, and the cellulose swells and the pulp fibers become alkali cellulose.
  • the present invention uses an organic acid aqueous solution having a pH of 2.5 or lower for inactivating the superabsorbent polymer, the pulp fiber is hardly deteriorated and is heated to 80 ° C. or higher. It is possible to sterilize most bacteria, reduce the adhesive strength of the hot melt adhesive constituting the absorbent article, make it easy and clean, and increase the recovery rate of pulp fibers. is there.
  • the excrement-derived dirt component removal effect can be expected due to the chelating effect and detergency of citric acid.
  • Bacillus subtilis which is difficult to kill at a citric acid concentration of 2% by mass or more can be killed.
  • an oxidizing agent By decomposing and removing the inactivated superabsorbent polymer with an oxidizing agent, it is possible to prevent contamination of the recovered pulp fiber and a rapid increase in sludge due to the superabsorbent polymer water absorption.
  • the non-woven fabric / film material recovery process does not use any chlorine-based chemicals.
  • deterioration of the pulp fiber can be suppressed even if the pulp fiber is regenerated from the used absorbent article. Therefore, even if it is repeatedly regenerated, the deterioration of the quality can be minimized. .
  • ash content in pulp fibers and absorption performance are less likely to occur.
  • Spore bacteria Bacillus subtilis, Bacillus cereus, etc.
  • Spore bacteria can be sterilized, and safe and low-impurity pulp fibers can be recovered with a high washing effect and metal ion removal effect. Due to the acidic effect of the organic acid, the replacement of Na ions in the superabsorbent polymer with H ions is promoted.
  • the superabsorbent polymer is sodium polyacrylate
  • sodium polyacrylate is changed to polyacrylic acid
  • the water-absorbing gel is also reduced, and screen separation after washing is completed, and together with pulp fibers, it is discharged out of the treatment tank together with most of the treatment wastewater. Since it becomes an absorption material, drying efficiency becomes high.
  • the inactivated superabsorbent polymer discharged from the treatment tank together with the pulp fiber can be easily treated by ordinary wastewater treatment by oxidizing and decomposing it with an oxidizing agent to lower the molecular weight. Impurities of pulp fibers can be reduced by decomposing and removing the inactivated superabsorbent polymer. Moreover, secondary sterilization, bleaching and deodorizing effects of pulp fibers can be expected due to the effect of the oxidizing agent.
  • Example 1 100 g of standard compost (YK-8 manufactured by Yawata Bussan Co., Ltd.) was immersed in 1 L of ion-exchanged water, stirred for 5 minutes, allowed to stand for 30 minutes, and 240 mL of the supernatant solution was sampled to prepare artificial sewage.
  • the prepared artificial sewage was subjected to ATP inspection using a Lumitester PD-30 manufactured by Kikkoman Corporation as a measuring instrument.
  • the ATP value was 16126.
  • a commercial paper diaper (Moonie (registered trademark) M size manufactured by Unicharm Corporation) was allowed to absorb 240 mL of the artificial sewage prepared above, and then the diaper was placed in a two-tank small washing machine (Aseis “Sunny” AST -01), and 10 L of a solution prepared by dissolving citric acid (manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) at a water temperature of 85 ° C. to a concentration of 2% by mass (pH 2.1) is washed for 15 minutes.
  • a solution prepared by dissolving citric acid manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.
  • the pulp fibers and the inactivated superabsorbent polymer were placed in a nylon net (250 mesh nylon net manufactured by NBC Meshtec Co., Ltd.) bag (250 mm ⁇ 250 mm) and dehydrated in a dehydration tank for 5 minutes.
  • the dehydrated pulp fiber and the deactivated superabsorbent polymer are immersed in a 1% by weight sodium hypochlorite aqueous solution together with the nylon net bag, washed with stirring for 5 minutes, dehydrated again for 5 minutes in a dehydration tank, Thereafter, the pulp fiber was recovered after drying for 24 hours with a hot air dryer at 105 ° C.
  • the ash content was 0.39% by mass
  • the water absorption rate was 16.4 g / g
  • the water retention rate was 7.6 g / g. .
  • Comparative Example 1 The method described in JP 2010-84031 A was additionally tested. Specifically, after a commercial paper diaper (Moonie (registered trademark) M size manufactured by Unicharm Co., Ltd.) was made to absorb 240 mL of artificial sewage prepared earlier, a diaper was placed in a two-tank small washing machine (Aluminus Co., Ltd.) One was put into a washing tub of “Seharu” (AST-01) manufactured by the company, 80 g of CaO (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was put into the washing tub, and then a sodium hypochlorite aqueous solution with a concentration of 250 mass ppm.
  • AST-01 Standard-tank small washing machine
  • Example 2 (Verification of correlation between citric acid concentration and residual Na content in superabsorbent polymer)
  • Superabsorbent polymer (Sumitomo Seika Co., Ltd. superabsorbent polymer “Aquakeep” SA60, Na concentration 1.7 ⁇ 10 5 mg / kg, ion-exchange water absorption magnification 687 times) 5 g of ion-exchange water 200 mL was absorbed, After leaving still for 10 minutes, it was immersed in an aqueous citric acid solution having various citric acid concentrations at 80 ° C. for 10 minutes, and then the superabsorbent polymer was taken out, and the residual Na concentration and the absorbency of the superabsorbent polymer were analyzed. The analysis results are shown in Table 1.
  • the residual Na concentration in the superabsorbent polymer can be reduced to about 1/100 or less, and the water absorption capacity (water absorption performance) of the superabsorbent polymer is reduced to 1/10 or less. I found out that I could do it.
  • Example 3 (Verification of decomposition of inactivated superabsorbent polymer by oxidizing agent) After putting 10 g of inactivated superabsorbent polymer into a bag (250 mm ⁇ 250 mm) of nylon net (250 mesh nylon net made by NBC Meshtec Co., Ltd.) and measuring the total mass of the inactivated superabsorbent polymer and nylon net bag And immersed in 500 g of an aqueous sodium hypochlorite solution having a sodium hypochlorite concentration of 1 mass% at 80 ° C. for 60 minutes. When the total mass of the inactivated superabsorbent polymer and the mesh bag was measured after the immersion, it was only the mass of the nylon net bag. That is, it was found that the inactivated superabsorbent polymer was decomposed and completely eluted from the nylon net.
  • the analysis method for each analysis item is as follows.
  • 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 (mass%).
  • the water absorption ratio refers to the mass of water absorbed by the pulp fiber per unit mass.
  • the water absorption magnification 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.
  • Example 2 [Analyzing method of water absorption ratio of superabsorbent polymer]
  • the method of the present invention can be suitably used for recovering pulp fibers from used absorbent articles containing pulp fibers and superabsorbent polymers.

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Abstract

パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む使用済み吸収性物品から、損傷が少ないパルプ繊維を回収する方法を提供する。使用済み吸収性物品をｐＨが２．５以下の有機酸水溶液で８０℃以上の温度で処理し、高吸水性ポリマーを不活化する。好ましくは、有機酸水溶液で処理した後の使用済み吸収性物品から、パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを分離し、さらに、分離したパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む混合物を酸化剤で処理し、不活化した高吸水性ポリマーを分解し、低分子量化し、可溶化する。

Description

使用済み吸収性物品からパルプ繊維を回収する方法
　本発明は、使用済み吸収性物品からパルプ繊維を回収する方法に関する。より詳しくは、パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む使用済み吸収性物品から損傷が少ないパルプ繊維を回収する方法に関する。
　使用済みの使い捨て紙おむつ等の吸収性物品を再資源化する試みがなされている。使用済み吸収性物品を再資源化するために、通常、使用済み吸収性物品を水中で分解し、吸収性物品の構成成分に分離し、回収することが行われる。しかし、吸収性物品に含まれる高吸水性ポリマーは、水分を吸収して質量が増加する上に、ゲル状になって流動性を失い、処理装置の処理能力を低下させる。
　そこで、特開２０１０－８４０３１号公報は、石灰と次亜塩素と使用済み紙おむつを処理槽内に投入し、処理槽内で撹拌可能な最低限の水を供給しながら所定の時間にわたり撹拌し、処理槽内の液体を処理槽の外へ排出させると共に脱水し、排出された廃水を回収し水質処理を施して破棄することを特徴とする使用済み紙おむつの処理方法を提案している。
特開２０１０－８４０３１号公報
　しかし、特開２０１０－８４０３１号公報は、高吸水性ポリマーの不活化に充分な量の石灰を投入し、消毒剤（殺菌剤）として、次亜塩素を使用しているので、石灰によって、処理槽内が高いアルカリ環境となり、パルプ繊維が劣化する虞があるばかりか、石灰のカルシウムイオンにより架橋脱水された高吸水性ポリマーおよび未溶解石灰が大量に存在するために、本処理により回収されたパルプ繊維中の灰分量が非常に高くなってしまい、性能・品質低下してしまう。また、次亜塩素使用による環境影響懸念も発生する。
　本発明者らは、このような従来の問題点に着目し、パルプ繊維に損傷を与えることが少ない有機酸を、殺菌効果が飛躍的に向上可能なｐＨでかつ８０℃以上に加温して洗浄水として使用することにより、損傷が少ないパルプ繊維を回収することができることを見いだし、本発明を完成した。
　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吸収性物品からパルプ繊維を回収する方法であって、該方法が、使用済み吸収性物品をｐＨが２．５以下の有機酸水溶液で８０℃以上の温度で処理し、高吸水性ポリマーを不活化する工程を含むことを特徴とする。
　本発明は、次の態様を含む。
　［１］パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む使用済み吸収性物品からパルプ繊維を回収する方法であって、該方法が、使用済み吸収性物品をｐＨが２．５以下の有機酸水溶液で８０℃以上の温度で処理し、高吸水性ポリマーを不活化する工程を含むことを特徴とする方法。
　［２］有機酸水溶液で処理した後の使用済み吸収性物品から、パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを分離する工程をさらに含む［１］に記載の方法。
　［３］分離したパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む混合物を酸化剤で処理し、不活化した高吸水性ポリマーを分解し、低分子量化し、可溶化する工程をさらに含む［２］に記載の方法。
　［４］酸化剤で処理した混合物からパルプ繊維を分離する工程をさらに含む［３］に記載の方法。
　［５］有機酸がクエン酸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］有機酸水溶液のクエン酸濃度が２質量％以上であることを特徴とする［５］に記載の方法。
　［７］使用済み吸収性物品が熱可塑性樹脂からなる素材を含み、かつ前記方法が、使用済み吸収性物品からパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを分離した後の残渣を乾燥し、乾燥した残渣から熱可塑性樹脂からなる素材を分離する工程をさらに含むことを特徴とする［２］～［４］のいずれかに記載の方法。
　［８］使用済み吸収性物品が熱可塑性樹脂フィルムを含み、かつ前記方法が、使用済み吸収性物品からパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを分離した後の残渣を乾燥し、乾燥した残渣から熱可塑性樹脂フィルムを分離する工程をさらに含むことを特徴とする［２］～［４］のいずれかに記載の方法。
　［９］吸収性物品が、紙おむつ、尿取りパッド、ベッドシーツ、生理用ナプキンおよびペットシーツ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［１］～［８］のいずれかに記載の方法。
　本発明の方法によれば、パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む使用済み吸収性物品から、損傷が少ないパルプ繊維を回収することができる。
　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吸収性物品からパルプ繊維を回収する方法である。
　吸収性物品としては、パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含むものであれば、特に限定されるものではなく、紙おむつ、尿取りパッド、ベッドシーツ、生理用ナプキン、ペットシーツ等を例示することができる。これらの吸収性物品は、通常、パルプ繊維、高吸水性ポリマー、不織布、熱可塑性樹脂フィルム、ホットメルト接着剤等の構成素材からなる。
　パルプ繊維としては、特に限定するものではないが、フラッフ状パルプ繊維、化学パルプ繊維等を例示することができる。
　高吸水性ポリマーとは、ＳＡＰとも呼ばれ、水溶性高分子が適度に架橋された三次元網目構造を有するもので、数百倍～千倍の水を吸収するが本質的に水不溶性であり、一旦吸収された水は多少の圧力を加えても離水しないものであり、たとえば、デンプン系、アクリル酸系、アミノ酸系の粒子状または繊維状のポリマーを例示することができる。
　本発明の方法は、使用済み吸収性物品をｐＨが２．５以下の有機酸水溶液で８０℃以上の温度で処理し、高吸水性ポリマーを不活化する工程（以下単に「有機酸水溶液処理工程」ともいう。）を含む。ｐＨが２．５以下の有機酸水溶液で処理することにより、使用済み吸収性物品に含まれる高吸水性ポリマーのＮａイオンがＨイオンに置換され、高吸水性ポリマーの吸水能力を著しく低下させることができ、処理中に高吸水性ポリマーが吸水膨張し処理効率が低下することがない。また、８０℃以上の温度により、吸収性物品の構成素材を接着しているホットメルト接着剤が軟化し、接着力が低化することにより、攪拌洗浄時の力で簡単に接着剤が剥がれ、吸収性物品をその構成素材に分解することができる。また、ｐＨ２．５以下の有機酸水溶液を用い、かつ８０℃以上に加熱しているため、殆どの菌を死滅させることができる。本発明の方法は、８０℃以上の温度で処理することによりにより、吸収性物品をその構成素材に分解することができるので、有機酸水溶液処理工程の前に、あらかじめ、使用済み吸収性物品を破砕したり、パルプ繊維を取り出したりする必要がない。すなわち、使用済み吸収性物品そのままの状態で有機酸水溶液処理工程を実施する。本発明の方法によれば、パルプ繊維、高吸水性ポリマー、その他の構成素材が物理的な力で傷つけられることなく、容易に有機酸水溶液中に放出され、有機酸水溶液と効率よく接触できる。また、不織布、フィルム等の構成素材はその形状を維持したままで回収できるので複雑な分離工程が必要なく、回収効率が高い。
　有機酸としては、クエン酸、酒石酸、グリコール酸、リンゴ酸、コハク酸、酢酸、アスコルビン酸、等が挙げられるが、クエン酸が特に好ましい。クエン酸のキレート効果により、排泄物中の金属イオン等がトラップされ除去可能であり、かつクエン酸の洗浄効果で、高い汚れ成分除去効果が期待できる。
　有機酸水溶液のｐＨは２．５以下であり、好ましくは１．３～２．４であり、より好ましくは１．５～２．１である。ｐＨが高すぎると、高吸水性ポリマーの吸水能力を十分に低下させることができない。また、殺菌能力が低下し、芽胞を形成している枯草菌等を充分に殺菌できない虞がある。ｐＨが低すぎると、設備の腐食懸念が高まり耐用年数が低下したり、排水処理時の中和処理に多くのアルカリ薬品が必要となる虞がある。
　なお、ｐＨは水温により変化するため、本発明におけるｐＨは、水溶液温度２０℃で測定したｐＨをいうものとする。
　有機酸水溶液の有機酸濃度は、有機酸水溶液のｐＨが２．５以下である限り限定されないが、有機酸がクエン酸の場合は、クエン酸の濃度は、好ましくは２質量％以上であり、より好ましくは２．０～４．０質量％であり、さらに好ましくは２．０～３．０質量％である。８０℃以上でクエン酸の濃度が２％以上であれば、５分以上の洗浄により死滅の難しい枯草菌を死滅させることができる。
　有機酸水溶液は、さらに、洗剤等を含有してもよい。
　処理温度すなわち有機酸水溶液の温度は、８０℃以上であり、好ましくは８５℃以上１００℃未満であり、より好ましくは８５～９５℃である。温度が低すぎると、ホットメルト接着剤を十分に軟化させることができず、使用済み吸収性物品を構成素材に分解することができない。また、殺菌能力が低下し、芽胞を形成している枯草菌等を充分に殺菌できない恐れがある。温度が高すぎると、処理水が沸騰してしまい、処理槽内の圧力が高まり耐圧槽が必要となったり、排泄物由来の臭気が拡散し易くなり作業環境が悪化する虞がある。
　処理時間は、高吸水性ポリマーを不活化し、使用済み吸収性物品を構成素材に分解することができる限り限定されないが、好ましくは５～６０分であり、より好ましくは１０～３０分である。
　有機酸水溶液の量は、高吸水性ポリマーを不活化し、使用済み吸収性物品を構成素材に分解することができる限り限定されないが、使用済み吸収性物品１００質量部に対し、好ましくは３００～３０００質量部であり、より好ましくは５００～２５００質量部であり、さらに好ましくは１０００～２０００質量部である。
　使用済み吸収性物品をｐＨが２．５以下の有機酸水溶液で８０℃以上の温度で処理する方法は、特に限定されないが、たとえば、所定量の使用済み吸収性物品を洗浄設備に投入し、次いで８０℃以上に加熱したｐＨが２．５以下の有機酸水溶液を投入し、必要に応じて攪拌する。有機酸水溶液には、必要に応じて、洗剤等を添加してもよい。
　本発明の方法は、さらに、有機酸水溶液で処理した後の使用済み吸収性物品から、パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを分離する工程（以下単に「分離工程」ともいう。）を含むことができる。パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを分離する方法は、限定するものではないが、たとえば、有機酸水溶液処理工程により生成した混合物を、好ましくは目開き５～１００ｍｍ、より好ましくは目開き１０～８０ｍｍのスクリーンを通しながら排出することにより、パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーは排水中に、その他の不織布、熱可塑性樹脂フィルム等の大きな形状物はスクリーン上に残り、分離することができる。
　本発明の方法は、さらに、分離したパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む混合物を酸化剤で処理し、不活化した高吸水性ポリマーを分解し、低分子量化し、可溶化する工程（以下単に「酸化剤処理工程」ともいう。）を含むことができる。パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む混合物を酸化剤で処理することにより、不活化した高吸水性ポリマーを酸化分解し、低分子量化し、可溶化することができるとともに、パルプ繊維の二次殺菌および漂白、消臭を行うことができる。ここで、高吸水性ポリマーが分解し、低分子量化し、可溶化した状態とは、２ｍｍのスクリーンを通過する状態をいうものとする。すなわち、この工程において、高吸水性ポリマーを、目開き２ｍｍのスクリーンを通過する程度にまで分解する。
　酸化剤としては、不活化した高吸水性ポリマーを分解し、低分子量化し、可溶化することができる限り限定されないが、二酸化塩素、オゾン、次亜塩素酸ナトリウム等が挙げられる。なかでも、分解能力の高さと環境影響の観点から、オゾンが好ましい。
　酸化剤で処理する方法は、不活化した高吸水性ポリマーを分解し、低分子量化し、可溶化することができる限り限定されないが、たとえば、分離工程においてスクリーンを通して分離した後に得られたパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む排水に酸化剤を添加する。または、さらに、その排水を、パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーが通過しない程度に目の細かいスクリーンを通して、排水からパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを分離し、分離したパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを酸化剤水溶液に加えてもよい。
　酸化剤としてオゾンを用いる場合は、パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む混合物をオゾンと接触させることにより、より具体的にはパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む排水にオゾンを吹き込むことにより、酸化剤処理を行うことができる。オゾンは、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）を用いて発生させることができる。
　パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む排水にオゾンを吹き込む場合、排水中のオゾン濃度は、高吸水性ポリマーを分解することができる濃度であれば、特に限定されないが、好ましくは１～５０質量ｐｐｍであり、より好ましくは２～４０質量ｐｐｍであり、さらに好ましくは３～３０質量ｐｐｍである。濃度が低すぎると、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存する虞がある。逆に、濃度が高すぎると、酸化力も高まるため、パルプ繊維に損傷を与える虞があるとともに、安全性にも問題を生じる虞がある。
　オゾン処理の時間は、高吸水性ポリマーを分解することができる時間であれば、特に限定されない。処理時間は、オゾン濃度が高ければ短くてよく、オゾン濃度が低ければ長い時間を要する。
　オゾン濃度（ｐｐｍ）と処理時間（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存する虞がある。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虞がある。
　処理時間は、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２０～１２０分であり、より好ましくは３０～１００分であり、さらに好ましくは４０～８０分である。
　オゾン処理の際の温度は、高吸水性ポリマーを分解することができる温度であれば、特に限定されない。パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む排水にオゾンを吹き込む場合、排水は、加熱してもよいが、室温のままでもよい。
　酸化剤処理工程では、高吸水性ポリマーが酸化剤による酸化分解作用を受け、高吸水性ポリマーの三次元網目構造が崩れ、高吸水性ポリマーは保水性を失い、低分子量化し、可溶化する。
　パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む排水にオゾンを吹き込む場合、排水は酸性であることが好ましい。より好ましくは、排水のｐＨは２．５以下であり、さらに好ましくは１．５～２．４である。酸性の状態で処理することにより、オゾンによる高吸水性ポリマーの分解除去効果が向上し、短時間で高吸水性ポリマーを分解することができる。
　酸化剤として、二酸化塩素を用いる場合は、パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む混合物を二酸化塩素と接触させることにより、より具体的にはパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む排水に二酸化塩素を吹き込むことにより、酸化剤処理を行うことができる。二酸化塩素は、市販のものを使用することができる。
　パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む排水に二酸化塩素を吹き込む場合、排水中の二酸化塩素の濃度は、高吸水性ポリマーを分解することができる濃度であれば、特に限定されないが、好ましくは１５０～１１００質量ｐｐｍであり、より好ましくは２００～１０００質量ｐｐｍであり、さらに好ましくは３００～９００質量ｐｐｍである。濃度が低すぎると、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存する虞がある。逆に、濃度が高すぎると、酸化力も高まるため、パルプ繊維に損傷を与える虞があるとともに、安全性にも問題を生じる虞がある。
　処理時間は、オゾン処理の場合と同様である。
　酸化剤として、次亜塩素酸ナトリウムを用いる場合は、パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む混合物を次亜塩素酸ナトリウムと接触させることにより、より具体的にはパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む排水に次亜塩素酸ナトリウムを添加することにより、または排水からスクリーンにより分離したパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを次亜塩素酸ナトリウム水溶液に浸漬することにより、酸化剤処理を行うことができる。次亜塩素酸ナトリウムは、市販のものを使用することができる。
　パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む排水に次亜塩素酸ナトリウムを添加する場合、またはパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを次亜塩素酸ナトリウム水溶液に浸漬する場合、排水中または次亜塩素酸ナトリウム水溶液中の次亜塩素酸ナトリウムの濃度は、高吸水性ポリマーを分解することができる濃度であれば、特に限定されないが、好ましくは１５０～１０００質量ｐｐｍであり、より好ましくは２００～８００質量ｐｐｍであり、さらに好ましくは２５０～７００質量ｐｐｍである。濃度が低すぎると、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存する虞がある。逆に、濃度が高すぎると、酸化力も高まるため、パルプ繊維に損傷を与える虞があるとともに、安全性にも問題を生じる虞がある。
　処理時間は、オゾン処理の場合と同様である。
　本発明の方法は、さらに、酸化剤で処理した混合物からパルプ繊維を分離する工程（以下単に「パルプ繊維分離工程」ともいう。）を含むことができる。パルプ繊維を分離する方法は、特に限定されないが、たとえば、酸化剤で処理した混合物を目開き０．１５～２ｍｍのスクリーンを通過させることにより、パルプ繊維を分離することができる。酸化剤で処理した混合物、より具体的にはパルプ繊維および高吸水性ポリマーの分解生成物を含む排水を、目開き０．１５～２ｍｍのスクリーンを通過させることにより、高吸水性ポリマーの分解生成物を含む排水はスクリーンを通過し、パルプ繊維はスクリーンの上に残る。
　分離したパルプ繊維は、必要に応じて、脱水し、乾燥し、回収することができる。
　乾燥する場合、乾燥温度は、好ましくは１０５～２１０℃であり、より好ましくは１１０～１９０℃であり、さらに好ましくは１２０～１８０℃である。乾燥時間は、乾燥温度にもよるが、好ましくは１０～１２０分であり、より好ましくは１５～１００分であり、さらに好ましくは２０～９０分である。
　本発明の方法は、使用済み吸収性物品が熱可塑性樹脂からなる素材を含む場合、さらに、使用済み吸収性物品からパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを分離した後の残渣を乾燥し、乾燥した残渣から熱可塑性樹脂からなる素材を分離する工程（以下単に「熱可塑性樹脂素材分離工程」ともいう。）を含むことができる。残渣を乾燥することにより、残渣を二次殺菌を行うことができる。ここで熱可塑性樹脂からなる素材とは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂からなる不織布、フィルム等をいう。分離した熱可塑性樹脂からなる素材は、ＲＰＦ化（固体燃料化）することができる。酸化剤処理工程を設けない場合や酸化剤処理工程を設けたとしても酸化剤としてオゾンを使用した場合は、ＲＰＦ化工程で、塩素系薬剤が含まれないため、炉を傷めない高品質のＲＰＦ製造が可能である。
　本発明の方法は、使用済み吸収性物品が熱可塑性樹脂フィルムを含む場合、さらに、使用済み吸収性物品からパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを分離した後の残渣を乾燥し、乾燥した残渣から熱可塑性樹脂フィルムを分離する工程（以下単に「フィルム分離工程」ともいう。）を含むことができる。残渣を乾燥することにより、残渣の二次殺菌を行うことができる。分離した熱可塑性樹脂フィルムは、ペレット化することにより、再度ポリ袋やフィルムとして再生することができる。
　特開２０１０－８４０３１号公報のように使用済み吸収性物品の処理に石灰を使用すると、石灰により処理槽内が高いｐＨ（１２．４）環境になり、セルロースが膨潤してパルプ繊維がアルカリセルロース化して劣化してしまうが、本発明は、高吸水性ポリマーの不活化にｐＨ２．５以下の有機酸水溶液を用いるため、パルプ繊維を劣化させ難く、かつ８０℃以上に加温しているため、殆どの菌を殺菌可能であり、また吸収性物品を構成しているホットメルト接着剤の接着力を低下させ、簡単かつ綺麗にばらけ易くし、パルプ繊維の回収率を高めることが可能である。また、有機酸としてクエン酸を用いたときは、クエン酸のキレート効果と洗浄力により、排泄物由来の汚れ成分除去効果が期待できる。さらに、クエン酸濃度が２質量％以上で死滅の難しい枯草菌を死滅させることができる。不活化高吸水性ポリマーを酸化剤で分解除去することにより、回収パルプ繊維へのコンタミや、高吸水性ポリマー吸水による汚泥の急激な増加を防止することが可能である。また、酸化剤処理工程を設けない場合や酸化剤処理工程を設けたとしても酸化剤としてオゾンを使用した場合は、不織布・フィルム素材回収工程では、塩素系薬剤を一切使用しないため、燃焼炉を痛め難い高品質のＲＰＦ製造が可能である。フィルム素材を分別回収すれば、袋やフィルム用原料として再生可能である。処理工程中に塩類を使用していないため、回収パルプへの残存が無く、低灰分の高品質パルプが回収可能である。
　本発明の方法によれば、使用済み吸収性物品からパルプ繊維を再生しても、パルプ繊維の劣化を抑制できるため、繰り返し再生しても、品質の低下を最小限に留めることが可能となる。従来法に比べパルプ繊維中の灰分増加や吸収性能低下が発生し難い。
　芽胞菌（枯草菌、セレウス菌等）まで殺菌することができ、かつ高い洗浄効果と金属イオン除去効果で安全かつ不純物の少ないパルプ繊維を回収可能である。
　有機酸の酸性効果により、高吸水性ポリマー中のＮａイオンのＨイオンへの置換が促進され、高吸水性ポリマーがポリアクリル酸ナトリウム系の場合は、ポリアクリル酸ナトリウムがポリアクリル酸に変わり、高吸水性ポリマーの吸水能力が低下することにより、洗浄中の有機酸水溶液吸水が抑えられ、少ない溶液量で処理可能である。また、吸水ゲルも小さくなり洗浄終了後のスクリーン分離により、パルプ繊維とともに、大部分処理排水と一緒に処理槽外へ排出され、その後の槽内残渣物の大部分が不織布・フィルム等の水分非吸収素材となるため、乾燥効率が高くなる。
　パルプ繊維とともに処理槽外排出された、不活化高吸水性ポリマーは、酸化剤により酸化分解し低分子化することにより、通常の排水処理で簡単に処理可能となる。不活化高吸水性ポリマーを分解除去することにより、パルプ繊維の不純物を低減可能である。また、酸化剤の効果により、パルプ繊維の二次殺菌、漂白、消臭効果も期待できる。
　以下、本発明を実施例に基いてより詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
　実施例１
　標準コンポスト（八幡物産株式会社製ＹＫ－８）１００ｇを１Ｌのイオン交換水に浸漬し、５分間攪拌後、３０分間静置し、その上澄み溶液を２４０ｍＬ採水して、人工汚水を調製した。調製した人工汚水について、測定機器としてキッコーマン株式会社製ルミテスターＰＤ－３０を用いて、ＡＴＰ検査を実施したところ、ＡＴＰ値は１６１２６であった。
　市販紙おむつ（ユニ・チャーム株式会社製「ムーニー」（登録商標）Ｍサイズ）に、先に調製した人工汚水２４０ｍＬを吸水させた後、おむつを２槽式小型洗濯機（アルミス社製「晴晴」ＡＳＴ－０１）の洗濯槽に１個投入し、続けてクエン酸（扶桑化学工業株式会社製）を水温８５℃で濃度２質量％（ｐＨ２．１）に溶解した溶液を１０Ｌ投入し、１５分間洗濯後、洗濯槽内の液中に浮遊する不織布、フィルム等の大型固形物をφ１０ｍｍの孔の開いたザルですくい取り分離後、排水し、槽内に残ったパルプ繊維と不活化した高吸水性ポリマー、および排水と一緒に槽外に排出されたパルプ繊維と不活化した高吸水性ポリマーを回収し、ＡＴＰ検査を実施した。ＡＴＰ検査の結果、ＡＴＰ値は０であった。
　その後、パルプ繊維と不活化した高吸水性ポリマーをナイロンネット（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（２５０ｍｍ×２５０ｍｍ）に入れ、脱水槽で５分間脱水した。脱水したパルプ繊維と不活化した高吸水性ポリマーをナイロンネットの袋ごと濃度１質量％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液中に浸漬し、５分間攪拌洗浄を行い、再び脱水槽で５分間脱水し、その後１０５℃の熱風乾燥機で２４時間乾燥後、パルプ繊維を回収した。回収されたパルプ繊維の灰分、吸水倍率および保水倍率を分析したところ、灰分は０．３９質量％であり、吸水倍率は１６．４ｇ／ｇであり、保水倍率は７．６ｇ／ｇであった。
　比較例１
　特開２０１０－８４０３１号公報に記載の方法を追試した。具体的には、市販紙おむつ（ユニ・チャーム株式会社製「ムーニー」（登録商標）Ｍサイズ）に、先に調製した人工汚水２４０ｍＬを吸水させた後、オムツを２槽式小型洗濯機（アルミス株式会社製「晴晴」ＡＳＴ－０１）の洗濯槽に１個投入し、洗濯槽内にＣａＯ（和光純薬工業株式会社製）８０ｇを投入し、続けて濃度２５０質量ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム水溶液（和光純薬工業株式会社で購入したものを希釈して調製）６．５Ｌを投入した。１５分間洗濯後、水洗濯層内の液中に浮遊するおむつを回収し、おむつが形態を保持したまま分離していなかったため、手で物理的に表面材を破りおむつ内部の不活化した高吸水性ポリマーを含むパルプ繊維を回収した。回収したパルプ繊維の灰分、吸水倍率および保水倍率を分析したところ、灰分は１５．９質量％であり、吸水倍率は８．０ｇ／ｇであり、保水倍率は２．８ｇ／ｇであった。
　実施例２
（クエン酸濃度と高吸水性ポリマー中の残存Ｎａ量の相関検証）
　高吸水性ポリマー（住友精化株式会社製高吸水性ポリマー「アクアキープ」ＳＡ６０，Ｎａ濃度１．７×１０5ｍｇ／ｋｇ，イオン交換水吸水倍率６８７倍）５ｇにイオン交換水２００ｍＬ吸水させ、１０分間静置後、８０℃の種々のクエン酸濃度のクエン酸水溶液に１０分間浸漬した後、高吸水性ポリマーを取り出し、高吸水性ポリマー中の残存Ｎａ濃度および吸水倍率を分析した。分析結果を表１に示す。クエン酸濃度１質量％以上で、高吸水性ポリマー中の残存Ｎａ濃度を約１／１００以下に低減することができ、高吸水性ポリマーの吸水倍率（吸水性能）を１／１０以下に低減することができることが分かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例３
（不活化高吸水性ポリマーの酸化剤による分解検証）
　不活化高吸水性ポリマー１０ｇをナイロンネット（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（２５０ｍｍ×２５０ｍｍ）に入れ、不活化高吸水性ポリマーとナイロンネットの袋の合計質量を測定した後、８０℃の次亜塩素酸ナトリウム濃度１質量％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液５００ｇに６０分間浸漬した。浸漬後、不活化高吸水性ポリマーとメッシュ袋の合計質量を測定したところ、ナイロンネットの袋のみの質量になっていた。すなわち、不活化高吸水性ポリマーが分解し、ナイロンネットから完全に溶出したことが分かった。
　なお、各分析項目の分析方法は、次のとおりである。
［パルプ繊維の灰分の分析方法］
　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（質量％）とする。
［パルプ繊維の吸水倍率の分析方法］
　吸水倍率は、単位質量あたりのパルプ繊維が吸収する水の質量をいう。吸水倍率は、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、吸水倍率（倍）を算出する。
　　　　　　吸水倍率＝（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。
［パルプ繊維の保水倍率の分析方法］
（９）「パルプ繊維の吸水倍率の分析方法」の（５）測定終了後、１５０Ｇで９０秒間脱水し、質量Ｄ（ｇ）を測定する。
（１０）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）、（９）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。
（１１）次式により、保水倍率（倍）を算出する。
　　　　　　保水倍率＝（Ｄ－Ｎ′－（Ａ0－Ｎ0））／（Ａ0－Ｎ0）
［高吸水性ポリマー中の残存Ｎａ濃度の分析方法］
　蛍光Ｘ－ｒａｙ分析によって、高吸水性ポリマー乾燥質量あたりのＮａ濃度を測定した。
［高吸水性ポリマーの吸水倍率の分析方法］
　実施例２にて、各クエン酸濃度別で処理後の高吸水性ポリマーを、予め質量Ｎ′0を測定したナイロンネット（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）に入れて３分間静置し、水切りする。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。次式により、吸水倍率（倍）を算出する。
　　　　　　吸水倍率＝（Ａ′0－Ｎ′0－（５））／（５）
　測定は３回行い、３回の測定値を平均する。
　本発明の方法は、パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む使用済み吸収性物品からパルプ繊維を回収するのに好適に利用することができる。

Claims (9)

  1. 　パルプ繊維および高吸水性ポリマーを含む使用済み吸収性物品からパルプ繊維を回収する方法であって、該方法が、使用済み吸収性物品をｐＨが２．５以下の有機酸水溶液で８０℃以上の温度で処理し、高吸水性ポリマーを不活化する工程を含むことを特徴とする方法。
  2. 　有機酸水溶液で処理した後の使用済み吸収性物品から、パルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを分離する工程をさらに含む請求項１に記載の方法。
  3. 　分離したパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを含む混合物を酸化剤で処理し、不活化した高吸水性ポリマーを分解し、低分子量化し、可溶化する工程をさらに含む請求項２に記載の方法。
  4. 　酸化剤で処理した混合物からパルプ繊維を分離する工程をさらに含む請求項３に記載の方法。
  5. 　有機酸がクエン酸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。
  6. 　有機酸水溶液のクエン酸濃度が２質量％以上であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 　使用済み吸収性物品が熱可塑性樹脂からなる素材を含み、かつ前記方法が、使用済み吸収性物品からパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを分離した後の残渣を乾燥し、乾燥した残渣から熱可塑性樹脂からなる素材を分離する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の方法。
  8. 　使用済み吸収性物品が熱可塑性樹脂フィルムを含み、かつ前記方法が、使用済み吸収性物品からパルプ繊維および不活化した高吸水性ポリマーを分離した後の残渣を乾燥し、乾燥した残渣から熱可塑性樹脂フィルムを分離する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の方法。
  9. 　吸収性物品が、紙おむつ、尿取りパッド、ベッドシーツ、生理用ナプキンおよびペットシーツ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１～８のいずれか１項に記載の方法。
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