JP2019108640A - リサイクルパルプ繊維の製造方法、過酸の、高吸水性ポリマーの不活化及び分解のための使用、並びに過酸を含む、高吸水性ポリマーの不活化及び分解剤 - Google Patents
リサイクルパルプ繊維の製造方法、過酸の、高吸水性ポリマーの不活化及び分解のための使用、並びに過酸を含む、高吸水性ポリマーの不活化及び分解剤 Download PDFInfo
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、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が開示されている。
従って、本開示は、高吸水性ポリマーの不活化及び分解を単一の薬剤を用いて簡易に実施することができる、リサイクルパルプ繊維の製造方法を提供することを目的とする。
・高吸水性ポリマーに関する「不活化」
本明細書において、高吸水性ポリマー(Super Absorbent Polymer,SAP)に関する「不活化」は、***物等を保持している高吸水性ポリマーが、好ましくは50倍以下、より好ましくは30倍以下、そしてさらに好ましくは25倍以下の吸収倍率を有するように調整すること、例えば、保持している***物を放出させること、過酸含有水溶液の吸収を抑制すること等を意味する。
(1)不活化した高吸水性ポリマーを、メッシュに入れて5分間吊るし、それらの表面に付着した水分を除去し、その乾燥前質量:m1(g)を測定する。
(2)不活化した高吸水性ポリマーを、120℃で10分間乾燥し、その乾燥後質量:m2(g)を測定する。
(3)吸収倍率(g/g)を、次の式:
吸収倍率(g/g)=m1/m2
により算出する。
本明細書において、「過酸含有水溶液」は、過酸及び/又は過酸由来酸を含む水溶液を意味する。
高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップにおいて、衛生用品を構成する衛生用品構成資材を浸漬する時点の過酸含有水溶液は、過酸を含む。
また、高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップにおいて、高吸水性ポリマーを分解した後の過酸含有水溶液、並びにリサイクルパルプ繊維回収ステップにおける過酸含有水溶液は、過酸の消費の度合いによって、過酸含有水溶液が含む酸が変化しうる。具体的には、過酸が、高吸水性ポリマー等を酸化し、完全に消費された場合には、上記過酸含有水溶液は、過酸を含まず、そして過酸由来酸を含む。また、過酸が、高吸水性ポリマー等を酸化しても、完全に消費されていない場合には、上記過酸含有水溶液は、過酸及び過酸由来酸を含む。
[態様1]
パルプ繊維及び高吸水性ポリマーを含む、使用済の衛生用品からリサイクルパルプ繊維を製造する方法であって、
上記パルプ繊維と、酸基を有する高吸水性ポリマーとを含む、上記衛生用品を構成する衛生用品構成資材を、過酸を含む過酸含有水溶液に浸漬し、上記高吸水性ポリマーを不活化するとともに、上記高吸水性ポリマーを分解する高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップ、
上記高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップを経た上記過酸含有水溶液から、上記リサイクルパルプ繊維を回収するリサイクルパルプ繊維回収ステップ、
を含むことを特徴とする、上記方法。
上記過酸が、上記高吸水性ポリマーの上記酸基よりも小さな酸解離定数(pKa,水中)を有する、態様1に記載の方法。
上記過酸から生成される過酸由来酸が、上記高吸水性ポリマーの上記酸基よりも小さな酸解離定数(pKa,水中)を有する、態様1又は2に記載の方法。
上記衛生用品構成資材が上記衛生用品であり、
上記方法が、上記高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップにおいて、上記衛生用品構成資材を上記過酸含有水溶液に浸漬した後、上記衛生用品構成資材のうち上記パルプ繊維及び高吸水性ポリマーを除くものを除去する除去ステップをさらに含み、
上記高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップにおいて、上記除去ステップの後、上記過酸含有水溶液に過酸を添加する、
態様1〜3のいずれか一項に記載の方法。
上記衛生用品構成資材が上記衛生用品であり、
上記方法が、上記高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップにおいて、上記衛生用品構成資材を上記過酸含有水溶液に浸漬した後、上記衛生用品構成資材のうち上記パルプ繊維及び高吸水性ポリマーを除くものを除去する除去ステップをさらに含み、
上記高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップにおいて、上記除去ステップの後、上記過酸含有水溶液の温度を高くする、
態様1〜4のいずれか一項に記載の方法。
上記リサイクルパルプ繊維回収ステップにおいて、上記リサイクルパルプ繊維に、上記過酸から生成される過酸由来酸を残存させる、態様1〜5のいずれか一項に記載の方法。
過酸の、酸基を有する高吸水性ポリマーの不活化及び分解のための使用。
過酸を含む、酸基を有する高吸水性ポリマーの不活化及び分解剤。
本開示のパルプ繊維及び高吸水性ポリマーを含む、使用済の衛生用品からリサイクルパルプ繊維を製造する方法(以下、「リサイクルパルプ繊維の製造方法」、「本開示の製造方法」等と称する場合がある)は、以下のステップを含む。
・上記パルプ繊維と、酸基を有する高吸水性ポリマーとを含む、上記衛生用品を構成する衛生用品構成資材を、過酸を含む過酸含有水溶液に浸漬し、上記高吸水性ポリマーを不活化するとともに、上記高吸水性ポリマーを分解する高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップ(以下、「高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップ」と称する場合がある)
・上記高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップを経た上記過酸含有水溶液から、上記リサイクルパルプ繊維を回収するリサイクルパルプ繊維回収ステップ(以下、「リサイクルパルプ繊維回収ステップ」と称する場合がある)
高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップでは、パルプ繊維と、酸基を有する高吸水性ポリマーとを含む、衛生用品構成資材を過酸含有水溶液に浸漬し、高吸水性ポリマーを不活化するとともに、高吸水性ポリマーを分解する。
過酸由来酸である酢酸と、過酸化水素との混水溶液として添加されうる。過酸を安定的に添加する(保管する)観点からである。
電気化学便覧によると、主要な化合物の酸解離定数(pka,水中,25℃)は、以下の通りである。
[有機酸]
・酒石酸:2.99(pKa1),4.44(pKa2)
・リンゴ酸:3.24(pKa1),4.71(pKa2)
・クエン酸:2.87(pKa1),4.35(pKa2),5.69(pKa3)
[無機酸]
・硫酸:1.99
カルボキシル基を含む高吸水性ポリマーとしては、例えば、ポリアクリル酸塩系、ポリ無水マレイン酸塩系のものが挙げられ、スルホ基等を含む高吸水性ポリマーとしては、ポリスルホン酸塩系のものが挙げられる。
また、上記所定のpHは、好ましくは0.5以上、そしてより好ましくは1.0以上である。上記所定のpHが低すぎると、リサイクルパルプ繊維を損傷するおそれがある。
なお、上述の所定のpHは、25℃における値を意味する。上述の所定のpHは、例えば、株式会社堀場製作所製のtwin pHメーター AS−711を用いて測定することができる。
上記衛生用品としては、例えば、液透過性シートと、液不透過性シートと、それらの間の吸収体(吸収コア及びコアラップ)とを含むものが例示される。
過酸系酸の総モル濃度を高くする手段としては、例えば、過酸含有水溶液の加温等による過酸系酸の濃縮、過酸含有水溶液への過酸の添加等が挙げられる。
リサイクルパルプ繊維回収ステップでは、高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップを経た過酸含有水溶液から、リサイクルパルプ繊維を回収する。
リサイクルパルプ繊維の回収は、固液分離可能な装置であれば、特に制限なく用いることができ、固液分離可能な装置としては、例えば、ロータリードラムスクリーン、傾斜スクリーン、振動スクリーン等が挙げられる。
本開示は、過酸の、酸基を有する高吸水性ポリマーの不活化及び分解のための使用に関する。上記使用では、過酸(及び過酸由来酸)が、高吸水性ポリマーを不活化する不活化剤として作用するのみならず、過酸が、高吸水性ポリマーを分解する分解剤として作用することができるので、高吸水性ポリマーを不活化し、分解することができる。
上記使用については、「リサイクルパルプ繊維の製造方法」で説明されているため、ここでの説明は省略する。
本開示は、過酸を含む、酸基を有する高吸水性ポリマーの不活化及び分解剤に関する。上記不活化及び分解剤は、高吸水性ポリマーを不活化するのみならず、高吸水性ポリマーを分解することができる。
上記不活化及び分解剤については、「リサイクルパルプ繊維の製造方法」で説明されているため、ここでの説明は省略する。
システム1は、破袋装置11と、破砕装置12と、第1分離装置13と、第1除塵装置14と、第2除塵装置15と、第3除塵装置16と、分解装置17と、第2分離装置18とを備える。
リサイクルパルプ繊維回収ステップS2には、第2分離工程P18が含まれる。以下、詳細に説明する。
なお、過酸含有水溶液のpHは、高吸水性ポリマーの比重及び大きさと、パルプ繊維の比重及び大きさとが所定の範囲内にあるように調整されている。
[実施例1]
ポリアクリル酸系の高吸水性ポリマー(住友精化社製、アクアキープ、未使用品)を、温度:25±5℃及び湿度:65±5%RHの恒温恒湿室において、質量比で150倍量の生理食塩水に10分間浸漬した。
なお、浸漬した高吸水性ポリマーの吸水倍率を本明細書に記載の方法に従って測定したところ、吸収倍率は、86.6(g/g)であった。
なお、バイオサイドAは、そのMDSによると、過酢酸5.6質量%と、過酸化水素26.5質量%と、酢酸及び水67.9質量%とから構成される。
なお、上記分解率は、以下の通り測定した。
(1)ビーカーの内容物を、メッシュ(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)に入れて5分間吊るし、それらの表面に付着した水分を除去する。
(2)メッシュ上の高吸水性ポリマーを、120℃で10分間乾燥し、その試験後乾燥質量:m3(g)を測定する。
(3)分解率(質量%)を、次の式:
分解率(質量%)=100×(1.0−m3)/1.0
により算出する。
バイオサイドAの量を300mLに変更した以外は、実施例と同様にして、高吸水性ポリマーを不活化及び分解させた。
撹拌開始から1分後のpHは1.6であり、そして撹拌開始から10分撹拌後のpHは1.8であった。また、分解率は、72質量%であった。
以上より、処理時間、処理温度等を調整することにより、過酢酸が、衛生用品構成資材中の高吸水性ポリマーを分解することができることがわかる。
11 破袋装置
12 破砕装置
13 第1分離装置
14 第1除塵装置
15 第2除塵装置
16 第3除塵装置
17 分解装置
18 第2分離装置
91 使用済の衛生用品を含み、開孔部を有する収集袋
92 破砕物を含む過酸含有水溶液
93 異物が除去された過酸含有水溶液
94 異物がより除去された過酸含有水溶液
95 異物がさらに除去された過酸含有水溶液
96 異物がさらにいっそう除去された過酸含有水溶液
97 リサイクルパルプ繊維を含む過酸含有水溶液
S1 高吸収性ポリマー不活化及び分解ステップ
S1S 除去サブステップ
S2 リサイクルパルプ繊維回収ステップ
P11 開孔部形成工程
P12 破砕工程
P13 第1分離工程
P14 第1除塵工程
P15 第2除塵工程
P16 第3除塵工程
P17 分解工程
P18 第2分離工程
Claims (8)
- パルプ繊維及び高吸水性ポリマーを含む、使用済の衛生用品からリサイクルパルプ繊維を製造する方法であって、
前記パルプ繊維と、酸基を有する高吸水性ポリマーとを含む、前記衛生用品を構成する衛生用品構成資材を、過酸を含む過酸含有水溶液に浸漬し、前記高吸水性ポリマーを不活化するとともに、前記高吸水性ポリマーを分解する高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップ、
前記高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップを経た前記過酸含有水溶液から、前記リサイクルパルプ繊維を回収するリサイクルパルプ繊維回収ステップ、
を含むことを特徴とする、前記方法。 - 前記過酸が、前記高吸水性ポリマーの前記酸基よりも小さな酸解離定数(pKa,水中)を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記過酸から生成される過酸由来酸が、前記高吸水性ポリマーの前記酸基よりも小さな酸解離定数(pKa,水中)を有する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記衛生用品構成資材が前記衛生用品であり、
前記方法が、前記高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップにおいて、前記衛生用品構成資材を前記過酸含有水溶液に浸漬した後、前記衛生用品構成資材のうち前記パルプ繊維及び高吸水性ポリマーを除くものを除去する除去ステップをさらに含み、
前記高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップにおいて、前記除去ステップの後、前記過酸含有水溶液に過酸を添加する、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記衛生用品構成資材が前記衛生用品であり、
前記方法が、前記高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップにおいて、前記衛生用品構成資材を前記過酸含有水溶液に浸漬した後、前記衛生用品構成資材のうち前記パルプ繊維及び高吸水性ポリマーを除くものを除去する除去ステップをさらに含み、
前記高吸水性ポリマー不活化及び分解ステップにおいて、前記除去ステップの後、前記過酸含有水溶液の温度を高くする、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記リサイクルパルプ繊維回収ステップにおいて、前記リサイクルパルプ繊維に、前記過酸から生成される過酸由来酸を残存させる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 過酸の、酸基を有する高吸水性ポリマーの不活化及び分解のための使用。
- 過酸を含む、酸基を有する高吸水性ポリマーの不活化及び分解剤。
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