CN110730840B - 制造糖化用浆粕纤维的方法和糖化用浆粕纤维水溶液 - Google Patents
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Abstract
本公开的目的在于,提供能够制造木质素含量较低且其分布较窄的糖化性优异的糖化用浆粕纤维的由使用过的卫生用品的浆粕纤维制造糖化用浆粕纤维的方法。本公开的制造方法如下。方法的特征在于,该方法包含如下步骤:从混合液供给口(32)向处理槽(31)供给包含源自使用过的卫生用品的高吸收性聚合物和浆粕纤维的混合液(51);从含臭氧气体供给口(43)向处理槽(31)内的处理液(52)供给含臭氧气体(53);在处理槽(31)内,在使高吸收性聚合物和浆粕纤维下降的同时使含臭氧气体(53)上升,从而使含臭氧气体(53)与高吸收性聚合物和浆粕纤维接触,由浆粕纤维形成糖化用浆粕纤维;以及从处理液排出口(33)排出处理液(52),糖化用浆粕纤维具有0.1质量%以下的木质素含量。
Description
技术领域
本公开涉及由使用过的卫生用品的浆粕纤维制造糖化用浆粕纤维的方法和源自包含浆粕纤维和高吸收性聚合物的使用过的卫生用品的糖化用浆粕纤维水溶液。
背景技术
研究用于将使用过的一次性尿布等卫生用品再生的技术。
例如,在专利文献1中,公开了一种制造能够主要作为卫生用品再利用的再生浆粕的方法。具体而言,在专利文献1中,记载了如下方法,其自包含浆粕纤维和高吸收性聚合物的使用过的卫生用品回收浆粕纤维,制造能够作为卫生用品再利用的再生浆粕,其特征在于,该方法包含如下工序:在包含多价金属离子的水溶液或pH为2.5以下的酸性水溶液中使物理性的力作用于使用过的卫生用品,从而将使用过的卫生物品分解为浆粕纤维和其他材料;从在分解工序中生成的浆粕纤维和其他材料的混合物分离浆粕纤维;以及利用pH为2.5以下的含有臭氧的水溶液处理分离出的浆粕纤维。
在专利文献1中,利用含有臭氧的水溶液处理浆粕纤维的理由在于,在分离出的浆粕纤维中残存有不少的高吸收性聚合物,通过氧化分解该高吸收性聚合物并使其可溶化,从而将其自浆粕纤维去除。在专利文献1中,作为利用含有臭氧的水溶液处理浆粕纤维的方法,公开了向处理槽放入含有臭氧的水溶液并向该含有臭氧的水溶液中放入分离出的浆粕纤维的方法。在上述方法中,优选的是,在处理时,适度地搅拌含有臭氧的水溶液而形成水流,也可以是,向放入容器的水溶液中吹入臭氧气体,利用臭氧气体的气泡的上升,在含有臭氧的水溶液中产生水流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-202021号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1中,未记载用于将“再生浆粕纤维”作为“糖化用浆粕纤维”再利用而优选的制造方法。
在使用过的卫生用品中,在包含浆粕纤维和高吸收性聚合物的吸收体等中,由于(i)高吸收性聚合物随着吸收体液等液体而肥大化,卷入浆粕纤维,(ii)肥大化的高吸收性聚合物彼此卷入浆粕纤维并发生凝胶粘连等,多个高吸收性聚合物和多个浆粕纤维形成连结构造体的情况较多。
在这样的情况下,在专利文献1所记载的方法中可知,能够将构成连结构造体的高吸收性聚合物等以能够溶解的方式分解的状态,但不能说一定适合用于将构成连结构造体的浆粕纤维作为糖化液再利用。
因而,本公开的目的在于,提供能够制造木质素含量较低且其分布较窄的糖化性优异的糖化用浆粕纤维的由使用过的卫生用品的浆粕纤维制造糖化用浆粕纤维的方法。
用于解决问题的方案
本公开的发明人等发现由使用过的卫生用品的浆粕纤维制造糖化用浆粕纤维的方法,其特征在于,该方法包含以下的各步骤:准备步骤,在该准备步骤中,准备包括混合液供给口以及配置于比上述混合液供给口靠下方的位置的处理液排出口和配置于比上述混合液供给口靠下方的位置的含臭氧气体供给口的处理槽;混合液供给步骤,在该混合液供给步骤中,从上述混合液供给口向上述处理槽供给包含源自使用过的卫生用品的高吸收性聚合物和浆粕纤维以及水的混合液;含臭氧气体供给步骤,在该含臭氧气体供给步骤中,从上述含臭氧气体供给口向上述处理槽内的处理液供给含臭氧气体;糖化用浆粕纤维形成步骤,在该糖化用浆粕纤维形成步骤中,在上述处理槽内,在使上述高吸收性聚合物和浆粕纤维下降的同时使上述含臭氧气体上升,从而使上述含臭氧气体与上述高吸收性聚合物和浆粕纤维接触,使上述高吸收性聚合物的至少一部分溶解于上述处理液,并且由上述浆粕纤维形成上述糖化用浆粕纤维;以及处理液排出步骤,在该处理液排出步骤中,从上述处理液排出口排出包含上述糖化用浆粕纤维的上述处理液,上述糖化用浆粕纤维具有0.1质量%以下的木质素含量。
发明的效果
本公开的由使用过的卫生用品的浆粕纤维制造糖化用浆粕纤维的方法能够制造木质素含量较低且其分布较窄的糖化性优异的糖化用浆粕纤维。
附图说明
图1是表示本公开的方法的实施方式的流程图。
图2是表示图1的臭氧处理工序的装置的结构例的概略图。
图3是表示图1的臭氧处理工序的装置的另一结构例的概略图。
图4是表示图1的臭氧处理工序的装置的又一结构例的概略图。
具体实施方式
具体而言,本公开涉及以下的方式。
[方式1]
一种制造糖化用浆粕纤维的方法,其由使用过的卫生用品的浆粕纤维制造糖化用浆粕纤维,其特征在于,
该方法包含以下各步骤:
准备步骤,在该准备步骤中,准备包括混合液供给口以及配置于比上述混合液供给口靠下方的位置的处理液排出口和配置于比上述混合液供给口靠下方的位置的含臭氧气体供给口的处理槽;
混合液供给步骤,在该混合液供给步骤中,从上述混合液供给口向上述处理槽供给包含源自使用过的卫生用品的高吸收性聚合物和浆粕纤维以及水的混合液;
含臭氧气体供给步骤,在该含臭氧气体供给步骤中,从上述含臭氧气体供给口向上述处理槽内的处理液供给含臭氧气体;
糖化用浆粕纤维形成步骤,在该糖化用浆粕纤维形成步骤中,在上述处理槽内,在使上述高吸收性聚合物和浆粕纤维下降的同时使上述含臭氧气体上升,从而使上述含臭氧气体与上述高吸收性聚合物和浆粕纤维接触,使上述高吸收性聚合物的至少一部分溶解于上述处理液,并且由上述浆粕纤维形成上述糖化用浆粕纤维;以及
处理液排出步骤,在该处理液排出步骤中,从上述处理液排出口排出包含上述糖化用浆粕纤维的上述处理液,
上述糖化用浆粕纤维具有0.1质量%以下的木质素含量。
在使用过的卫生用品中,在包含浆粕纤维和高吸收性聚合物的吸收体等中,由于(i)高吸收性聚合物随着吸收体液等液体而肥大化,卷入浆粕纤维,(ii)肥大化的高吸收性聚合物彼此卷入浆粕纤维并发生凝胶粘连等,多个高吸收性聚合物和多个浆粕纤维形成连结构造体的情况较多。
在专利文献1所记载的方法中,含臭氧气体能够处理未形成连结构造体的游离的浆粕纤维,分解该浆粕纤维所包含的木质素,但难以与构成连结构造体中的浆粕纤维,即由高吸收性聚合物包围的浆粕纤维接触,因此有时无法充分地处理构成该连结构造体的浆粕纤维,即难以分解由该高吸收性聚合物包围的浆粕纤维所包含的木质素。因而,按照专利文献1所记载的方法制造的再生浆粕纤维包含木质素含量的分布较广且木质素含量较高的再生浆粕纤维。此外,在作为原料的使用过的卫生用品包含多种,例如由不同的公司销售的同一种产品(成人用一次性尿布)、由同一公司销售的不同的种类的商品(例如成人用一次性尿布和儿童用一次性尿布)的情况下,存在上述木质素含量的分布变得更广的倾向。另外,木质素含量较高的再生浆粕纤维存在难以糖化的倾向。
上述制造方法包含预定的糖化用浆粕纤维形成步骤,在上述糖化用浆粕纤维形成步骤中,在使高吸收性聚合物和浆粕纤维下降的同时使含臭氧气体上升,使高吸收性聚合物和浆粕纤维与含臭氧气体接触。在游离的高吸收性聚合物和游离的浆粕纤维以及连结构造体中,处于比重相对较高的游离的高吸收性聚合物和连结构造体的沉降性比比重相对较低的游离的浆粕纤维的沉降性高的倾向。另一方面,含臭氧气体在消耗臭氧而处理高吸收性聚合物和浆粕纤维的同时上升,因此处于存在于下方的位置的含臭氧气体的臭氧的含量比存在于上方的位置的含臭氧气体的臭氧的含量高(即新鲜)的倾向。
另外,在本说明书中,下降速度与处理槽31内的处理液52的向下方移动的移动速度相关,一般而言,由第1流速、第2流速、处理槽的大小等唯一地决定。另一方面,在本说明书中,沉降性是指表示处理槽31内的处理液52所包含的浆粕纤维、高吸收性聚合物以及连结构造体的因重力而沿着铅垂方向下落的容易程度的性质,根据比重等,浆粕纤维、高吸收性聚合物以及连结构造体分别具有不同的沉降性。
因而,在上述制造方法中,能够利用更新鲜的含臭氧气体氧化分解沉降性相对较高的游离的高吸收性聚合物和连结构造体中的高吸收性聚合物,使构成连结构造体的浆粕纤维游离,并且含臭氧气体能够随着时间经过而处理沉降性相对较低的至到达处理液排出口为止相对花费时间的游离的浆粕纤维,分解游离的浆粕纤维所包含的木质素。
此外,一般而言,浆粕纤维存在木质素含量越高,则比重越高的倾向,因此在上述制造方法中,木质素含量相对较高的浆粕纤维的沉降性比木质素含量相对较低的浆粕纤维的沉降性高,因此更新鲜的含臭氧气体能够与木质素含量相对较高的浆粕纤维接触,分解其中所包含的木质素。
在上述制造方法中,利用上述制造方法制造的糖化用浆粕纤维的木质素含量的分布难以扩大,此外,上述糖化用浆粕纤维还具有预定的低浓度的木质素含量。因而,在上述制造方法中,能够制造木质素含量较低且其分布较窄的糖化性优异的糖化用浆粕纤维。
[方式2]
根据方式1所述的方法,上述糖化用浆粕纤维具有20°以下的水接触角。
在再生卫生用品时,卫生用品所包含的热熔粘接剂的油分易于被浆粕纤维吸收。此外,浆粕纤维所包含的木质素还具有疏水性。
在专利文献1所记载的方法中,含臭氧气体中的臭氧能够氧化分解未构成连结构造体的浆粕纤维的油分、木质素等疏水性成分,但含臭氧气体中的臭氧难以与构成连结构造体的浆粕纤维接触,因此有时无法充分地氧化分解该浆粕纤维的疏水性成分。
因而考虑,在欲将利用专利文献1所记载的方法制造的再生浆粕纤维用作糖化用浆粕纤维时,特别是,在使再生浆粕纤维干燥的情况下,难以使再生浆粕纤维分散于用于糖化的水溶液,或者为了使再生浆粕纤维分散于用于糖化的水溶液而花费时间。
在上述制造方法中,利用上述制造方法制造的糖化用浆粕纤维具有预定的水接触角,因此能够在干燥并保存利用上述制造方法制造的糖化用浆粕纤维之后使其简易地分散于糖化溶液。因而,上述制造方法能够制造糖化性优异的糖化用浆粕纤维。
[方式3]
根据方式1或2所述的方法,上述糖化用浆粕纤维具有300mL/h以上的叩解度降低速度。
在上述制造方法中,糖化用浆粕纤维具有预定的叩解度降低速度,因此在接下来的糖化步骤中,糖化用浆粕纤维在被施加物理性的力时易于起毛,即表面积易于增大,易于糖化。因而,上述制造方法能够制造糖化性优异的糖化用浆粕纤维。
[方式4]
根据方式1~3中任一项所述的方法,在上述糖化用浆粕纤维形成步骤中,从上述含臭氧气体供给口供给作为微米气泡或纳米气泡的上述含臭氧气体。
在上述制造方法中,在糖化用浆粕纤维形成步骤中,从含臭氧气体供给口供给作为微米气泡或纳米气泡的含臭氧气体,因此微米气泡或纳米气泡对高吸收性聚合物、连结构造体以及浆粕纤维施加浮力,即使在高吸收性聚合物和浆粕纤维形成连结构造体的情况下,也能够降低上述的高吸收性聚合物、连结构造体以及浆粕纤维的沉降性。因而,高吸收性聚合物、连结构造体以及浆粕纤维至到达处理液排出口为止的时间变长,臭氧能够分解游离的高吸收聚合物和构成连结构造体的高吸收性聚合物,并且充分地处理游离的浆粕纤维和构成连结构造体的浆粕纤维。因而,上述制造方法能够制造糖化性优异的糖化用浆粕纤维。
[方式5]
根据方式1~4中任一项所述的方法,上述处理液为酸性。
在上述制造方法中,处理液为酸性(例如pH2.5以下)。因而,能够利用酸使应处理的高吸收性聚合物非活性化,或者在应处理的高吸收性聚合物已经非活性化的情况下,能够继续保持高吸收性聚合物非活性化的状态。由此,即使在高吸收性聚合物和浆粕纤维形成连结构造体的情况下,含臭氧气体中的臭氧也能够去除构成连结构造体的高吸收性聚合物,并且含臭氧气体中的臭氧也能够作用于构成连结构造体的浆粕纤维,减少浆粕纤维的木质素含量(能够形成木质素含量较低的糖化用浆粕纤维)。
此外,在上述制造方法中,处理液为酸性,因此排出的处理液也易于成为酸性,能够将排出的处理液直接或在进行一些调整之后用于糖化步骤。其原因在于,在例如在存在纤维素酶的条件下实施糖化步骤的情况下,优选的是,不是在碱性条件下而是在酸性条件下实施糖化步骤以避免损害纤维素酶的活性。
[方式6]
根据方式1~5中任一项所述的方法,该方法还包含非活性化步骤,在该非活性化步骤中,在上述混合液供给步骤之前,利用酸使上述高吸收性聚合物非活性化。
上述制造方法还包含预定的非活性化步骤,因此即使在高吸收性聚合物和浆粕纤维形成连结构造体的情况下,含臭氧气体中的臭氧也能够在向处理槽供给包含源自使用过的卫生用品的高吸收性聚合物、上述浆粕纤维以及水的混合液之后立即去除构成连结构造体的高吸收性聚合物,并且含臭氧气体中的臭氧也能够作用于构成连结构造体的浆粕纤维,减少浆粕纤维的木质素含量(能够形成木质素含量较低的糖化用浆粕纤维)。
[方式7]
根据方式6所述的方法,上述酸是能够与排泄物所包含的金属离子形成络合物的酸。
在上述制造方法中,上述酸是能够与排泄物所包含的金属离子形成络合物的酸,因此利用上述制造方法制造的糖化用浆粕纤维难以包含金属离子,在例如在存在纤维素酶的条件下进行糖化步骤的情况下,纤维素酶的活性难以被金属离子损害。
[方式8]
根据方式1~7中任一项所述的方法,上述糖化用浆粕纤维具有0.65质量%以下的灰分率。
在上述制造方法中,利用上述制造方法制造的糖化用浆粕纤维具有预定的灰分率,因此在例如在存在纤维素酶的条件下进行糖化步骤的情况下,纤维素酶的活性难以被金属离子损害。
[方式9]
根据方式1~8中任一项所述的方法,在上述混合液供给步骤中,从上述混合液供给口向上述处理槽以第1流量连续地供给上述混合液,在上述处理液排出步骤中,从上述处理液排出口以第2流量连续地排出上述处理液。
在上述制造方法中,在混合液供给步骤中,从混合液供给口向处理槽以第1流量连续地供给混合液,在处理液排出步骤中,从处理液排出口以第2流量连续地排出处理液,因此应处理的高吸收性聚合物和浆粕纤维的处理时间均匀化,糖化用浆粕纤维的木质素含量的分布变窄(偏差变小),其结果,在糖化步骤中,能够使糖化用浆粕纤维高效地糖化。
[方式10]
根据方式1~9中任一项所述的方法,该方法还包含糖化步骤,在该糖化步骤中,在上述处理液排出步骤之后,使上述糖化用浆粕纤维糖化。
上述制造方法能够由糖化用浆粕纤维高效地制造糖化液。
[方式11]
一种糖化用浆粕纤维水溶液,其源自包含浆粕纤维和高吸收性聚合物的使用过的卫生用品,其特征在于,
上述糖化用浆粕纤维具有0.1质量%以下的木质素含量。
在上述糖化用浆粕纤维水溶液中,糖化用浆粕纤维具有预定的木质素含量,因此糖化性优异。
[方式12]
根据方式11所述的糖化用浆粕纤维水溶液,上述糖化用浆粕纤维具有300mL/h以上的叩解度降低速度。
在上述糖化用浆粕纤维水溶液中,糖化用浆粕纤维具有预定的叩解度降低速度,因此在接下来的糖化步骤中,糖化用浆粕纤维在被施加物理性的力时易于起毛,即易于增大表面积,易于糖化。
[方式13]
根据方式11或12所述的糖化用浆粕纤维水溶液,上述糖化用浆粕纤维水溶液为酸性。
上述糖化用浆粕纤维水溶液为酸性,因此在例如在存在纤维素酶的条件下实施糖化步骤的情况下,纤维素酶的活性难以被损害。
[方式14]
根据方式13所述的糖化用浆粕纤维水溶液,上述糖化用浆粕纤维水溶液包含能够与排泄物所包含的金属离子形成络合物的酸。
上述糖化用浆粕纤维水溶液包含能够与排泄物所包含的金属离子形成络合物的酸,因此在例如在存在纤维素酶的条件下进行糖化步骤的情况下,纤维素酶的活性难以被金属离子损害。
[方式15]
根据方式11~14中任一项所述的糖化用浆粕纤维水溶液,上述糖化用浆粕纤维具有0.65质量%以下的灰分率。
在上述糖化用浆粕纤维水溶液中,糖化用浆粕纤维具有预定的灰分率,因此在例如在存在纤维素酶的条件下进行糖化步骤的情况下,纤维素酶的活性难以被金属离子损害。
以下,说明由使用过的卫生用品的浆粕纤维制造糖化液的方法(以下有时简称为“糖化液的制造方法”)。
另外,使用过的卫生用品是指被使用者使用后的卫生用品,包含吸收了使用者的液体的排泄物的状态的卫生用品,还包含被使用后但未吸收排泄物的卫生用品、未使用的卫生用品等。
首先,说明卫生用品的结构例。卫生用品包括表面片、背面片以及配置于表面片与背面片之间的吸收体。作为卫生用品,例如能够举出纸尿布、吸尿垫、生理用卫生巾、床尿片、宠物尿片。
作为表面片的结构构件,例如能够举出无纺布或膜,具体而言,能够举出透液性的无纺布、具有透液孔的合成树脂膜、上述的无纺布与合成树脂膜的复合片等。作为背面片的结构构件,例如能够举出无纺布或膜,具体而言,能够举出不透液性的无纺布、不透液性的合成树脂膜、上述的无纺布与合成树脂膜的复合片。
作为吸收体的结构构件,能够举出吸收芯(例如浆粕纤维和高吸收性聚合物)和芯包层。作为浆粕纤维,只要作为卫生用品能够使用,就没有特别限制,例如能够举出纤维素系纤维。作为纤维素系纤维,例如能够举出木材浆粕、交联浆粕、非木材浆粕、再生纤维素、半合成纤维素等。作为高吸收性聚合物(Super Absorbent Polymer:SAP),只要作为卫生用品能够使用,就没有特别限制,例如能够举出聚丙烯酸盐系、聚砜酸盐系、马来酸酐盐系的高吸收性聚合物。
吸收体的一面和另一面分别借助粘接剂接合于表面片和背面片。在俯视时,表面片中的以包围吸收体的方式伸出至吸收体的外侧的部分(周缘部分)借助粘接剂接合于背面片中的以包围吸收体的方式伸出至吸收体的外侧的部分(周缘部分)。因而,吸收体被包覆于表面片与背面片的接合体的内部。作为粘接剂,只要作为卫生用品能够使用且能够被后述的温水软化等而接合力降低,就没有特别限制,例如能够举出热熔型粘接剂。作为热熔型粘接剂,例如能够举出苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯等橡胶系主体或聚乙烯等烯烃系主体的压敏型粘接剂或热敏型粘接剂。
图1是表示将使用过的卫生用品分离为结构材料的材料分离方法的流程图。该材料分离方法是将使用过的卫生用品分离为膜、无纺布、浆粕纤维以及高吸收性聚合物的方法。该材料分离方法包括前处理工序S11、分解工序S12以及分离工序S13。
在前处理工序S11中,利用水使使用过的卫生用品溶胀。在分解工序S12中,对溶胀的使用过的卫生用品施加物理冲击,将使用过的卫生用品分解为膜、无纺布、芯包层等和吸收芯(例如浆粕纤维和高吸收性聚合物)。在分离工序S13中,将膜、无纺布、浆粕纤维以及高吸收性聚合物分离。
本公开的糖化液的制造方法包含于该材料分离方法中的分离工序S13。另外,在利用某种方法预先取得浆粕纤维和高吸收性聚合物的混合物的情况下,不需要实施前处理工序S11、分解工序S12以及分离工序S13的比糖化液的制造方法靠前的工序。
在前处理工序S11中,使多个使用过的卫生用品以如下状态吸收水而溶胀:保持从外部回收等时的状态,即不进行破坏、切断等,若处于包卷的状态或折叠的状态则保持该状态,并且也不进行吸收体的高吸收性聚合物的非活性化。在本实施方式中,使使用过的卫生用品吸收温水而溶胀,或者在使使用过的卫生用品吸收水而膨胀之后加热吸收的水而使其成为温水。温水是指温度比常温(20℃±15℃(5~35℃):JIS Z 8703)高的水。
通常,与卫生用品能够吸收的最大吸收量相比,使用过的卫生用品实际吸收的液态的排泄物的量非常小(例如最大吸收量的约10~20质量%)。在本实施方式中,在前处理工序S11中,将使用过的卫生用品浸渍于温水,从而使使用过的卫生用品吸收水至接近使用过的卫生用品的最大吸收量的量(例如最大吸收量的80质量%以上)。或者,将使用过的卫生用品浸渍于常温的水,在使使用过的卫生用品吸收水至接近使用过的卫生用品的最大吸收量的量之后,加热使用过的卫生用品整体至温水的温度。由此,能够利用温水或常温的水(以下也简称为“温水”。)使使用过的卫生用品处于非常膨胀的状态。其结果,在使用过的卫生用品中产生非常高的内压。另外,使水成为温水的目的主要是如后述那样减弱粘接剂的粘接力。
在此,使用过的卫生用品在处于起初使背面片朝向外侧(使表面片隐藏于内侧)地包卷的状态或折叠的状态的情况下浸渍于温水,由此使用过的卫生用品的吸收体在温水中吸收温水而膨胀。其结果,使用过的卫生用品的内压升高,在使用过的卫生用品产生欲朝向外侧打开的力,包卷的状态或折叠的状态的使用过的卫生用品朝向外侧打开,成为大致平坦的状态。即,能够使使用过的卫生用品在温水中成为平坦地展开的状态。此时,使用过的卫生用品的吸收体吸收大量的温水而非常膨胀,因此其表面,即包覆吸收体的表面片和背面片的某一部位易于成为要胀破的状态。即,利用前处理工序S11,能够使使用过的卫生用品成为某一表面要破裂的状态。另外,使用过的卫生用品在从起初就是平坦地展开的状态的情况下保持该状态而表面的某一部位易于成为要胀破的状态。该状态不可能在使用过的卫生用品断碎等的情况下发生。
并且,使用过的卫生用品浸渍于温水并/或吸收温水,从而利用温水的热使各结构构件间的接合所使用的粘接剂(例如热熔粘接剂)软化,能够降低粘接剂的接合力。例如,利用温水的热使将表面片的周缘部分与背面片的周缘部分接合的粘接剂软化,能够降低该粘接剂的接合力。并且,利用温水的热使将表面片与吸收体接合的粘接剂和将背面片与吸收体接合的粘接剂软化,能够降低上述的粘接剂的接合力。
这样,在前处理工序S11中,利用使用过的卫生用品的吸收体的膨胀,能够产生使用过的卫生用品的表面的某一部位要胀破的状态,并且产生粘接剂的接合力降低的状态。使用过的卫生用品成为这样的状态,从而在后述的分解工序中,能够可靠地分解使用过的卫生用品。
作为前处理工序S11的温水的温度,只要使用过的卫生用品的粘接剂能够软化,就没有特别限定,例如能够举出60℃以上,优选为70℃以上且98℃以下。通过将温水的温度设为70℃以上,能够利用温水的热使将结构构件间接合的粘接剂进一步软化,能够进一步降低粘接剂的接合力。通过将温水的温度设为98℃以下,从而使温水可靠地作为液体存在,因此能够使使用过的卫生用品更可靠地吸收温水。利用吸收体的膨胀和温水的热,能够更可靠地产生使用过的卫生用品的表面要胀破的状态,并且产生粘接剂的接合力降低的状态。关于温度的测定,测定浸渍有使用过的卫生用品的状态的温水的温度,或者测定吸收水至接近最大吸收量的量的使用过的卫生用品的比表面靠内侧5mm的部位的温度(插入温度传感器的顶端)。
此外,在使用过的卫生用品的再利用中,结构材料的杀菌极为重要。通过将温水的温度设为70℃以上,也能够起到对使用过的卫生用品进行杀菌(消毒)的效果,因此优选。
作为前处理工序S11的处理时间,即将使用过的卫生用品浸渍于温水的时间,只要使用过的卫生用品的吸收体能够膨胀,就没有特别限定,例如为2~60分钟,优选为4~30分钟。若时间过短,则吸收体无法充分地膨胀,若时间过长,则时间浪费且处理成本不必要地增加。
此外,作为前处理工序S11的吸收体的温水的吸收量,只要吸收体能够膨胀至在后述的分解工序中能够分解使用过的卫生用品的程度,就没有特别限制,例如能够举出使用过的卫生用品的最大吸收量的80质量%以上,优选为90质量%以上。由此,能够利用水使使用过的卫生用品成为最大限度地膨胀的状态。其结果,能够在使用过的卫生用品的吸收体中产生极高的内压。
其中,最大吸收量按照以下的步骤测定。
(1)在100℃以上的气氛下对未使用的卫生用品进行干燥处理,测定该卫生用品的质量。
(2)在卫生用品配置有可能形成水难以到达吸收体这样的凹处的伸缩材料(例如腿围、腰围等的伸缩构件)的情况下,通过在该伸缩构件形成切口而使卫生用品平坦。
(3)将卫生用品以表面片朝下的方式浸渍于由充足的自来水充满的水浴,放置30分钟。
(4)在放置后,将卫生用品以表面片朝下的方式载置于网上,在控水20分钟之后,测定卫生用品的质量。
另外,将浸渍于自来水前后的质量差定义为最大吸收量。
接着,在分解工序S12中,对通过前处理工序S11而展开并溶胀的多个使用过的卫生用品施加物理冲击,将多个使用过的卫生用品分解为膜(背面片)、无纺布(表面片)以及芯包层和吸收芯(例如吸收体和高吸收性聚合物)。
对于使用过的卫生用品而言,通过前处理工序S11,展开而变得平坦,通过膨胀,表面的某一部位成为要胀破的状态,在本实施方式中,特别是,利用温水的热,成为粘接剂的接合力降低的状态。因而,在分解工序S12中,对该状态的使用过的卫生用品施加物理冲击,由此表面的某一部位中的特别是接合力降低的表面片(无纺布)与背面片(膜)的接合部分胀破。由此,能够使该接合部分开裂(剥离)。作为物理冲击,没有特别限制,例如能够举出将使用过的卫生用品掷砸到由比使用过的卫生用品硬的材料形成的面的方法、在使使用过的卫生用品夹在彼此相对配置的一对辊之间而穿过的同时从两侧按压的方法等。
在本实施方式中,分解工序S12包含如下工序:将溶胀的多个使用过的卫生用品投入至旋转轴线水平的旋转滚筒的底部;以及使旋转滚筒绕旋转轴线旋转,将多个使用过的卫生用品提起至旋转滚筒的上部,然后掷砸到底部。由此,能够对多个使用过的卫生用品稳定、持续(连续)且容易地施加物理冲击。作为旋转滚筒,例如能够举出滚筒式洗衣机的洗涤槽的旋转滚筒,由此分解工序S12能够使用现有的滚筒式洗衣机(例如株式会社稻本制作所制,ECO-22B)实施。作为旋转滚筒的大小,只要能够实现上述冲击,就没有特别限制,作为内径和深度,例如能够举出50~150cm和30~120cm。作为旋转滚筒的旋转速度,只要能够实现上述冲击,就没有特别限制,例如能够举出30转/分钟~100转/分钟。
此外,利用被吸收至使用过的卫生用品内的温水,使用过的卫生用品的温度保持在比较高的温度,从粘接剂的温度降低的抑制以及杀菌的效果的维持的观点来看,旋转滚筒内的气氛的温度优选为70℃以上,更优选为75℃以上。从使用过的卫生用品的处理的观点来看,旋转滚筒内的温度优选为98℃以下,更优选为90℃以下。旋转滚筒内的水优选为尽量少,优选为少到在底部使用过的卫生用品至少不没入水面以下的程度。若使用过的卫生用品没入水面以下,则对使用过的卫生用品施加的冲击被水吸收,难以对使用过的卫生用品施加期望的冲击。作为使旋转滚筒旋转的时间,只要能够分解为表面片、背面片、芯包层等和吸收芯,就没有特别限定,例如为2~40分钟,优选为4~20分钟。
在物理冲击的作用下,使用过的卫生用品的表面片(无纺布)与背面片(膜)的接合部分胀破而破裂。与此同时,在吸收体的内压的作用下,使用过的卫生用品内的吸收芯(例如浆粕纤维和高吸收性聚合物)经由该裂缝而向外喷出(飞出)。由此,能够将使用过的卫生用品更可靠地分解为表面片(无纺布)、背面片(膜)、芯包层等和吸收芯(例如浆粕纤维和高吸收性聚合物)。
接着,在分离工序S13中,将多个膜(背面片)、多个无纺布(表面片)、芯包层等与吸收芯(例如浆粕纤维和高吸收性聚合物)分离。其中,无纺布也可以保持接合于膜的状态。作为上述分离方法,没有特别限定,例如能够举出使用不使表面片、背面片、芯包层等穿过而使吸收芯穿过的筛子的方法。
在本实施方式中,也可以是,分离工序S13包含:非活性化工序S31,在该非活性化工序S31中,在将膜、无纺布、芯包层等与吸收芯分离之前,利用包含非活性化剂的水溶液使高吸收性聚合物非活性化;以及第1分离工序S32,在该第1分离工序S32中,将膜和无纺布与包含浆粕纤维、非活性化的高吸收性聚合物以及通过非活性化而从高吸收性聚合物排出的污水的混合物分离。
在非活性化工序S31中,在第1分离工序S32之前,将表面片(无纺布)、背面片(膜)以及吸收体(浆粕纤维和高吸收性聚合物)浸渍于包含能够使高吸收性聚合物非活性化的非活性化剂的水溶液。由此,能够使附着于表面片、背面片以及浆粕纤维的高吸收性聚合物非活性化。由此,通过基于非活性化的脱水,能够使在非活性化之前粘度较高的状态的高吸收性聚合物成为粘度较低的状态的高吸收性聚合物。
在此,作为非活性化剂,没有特别限定,能够举出酸(例如无机酸和有机酸)、石灰、氯化钙、硫酸镁、氯化镁、硫酸铝、氯化铝等。上述酸不使灰分残留于浆粕纤维,因此优选。在使用酸作为非活性化剂的情况下,pH优选为2.5以下,更优选为1.3~2.4。若pH过高,则无法充分地降低高吸收性聚合物的吸水能力。此外,也有可能降低杀菌能力。若pH过低,则有可能腐蚀设备,在排水处理时的中和处理中需要大量的碱性药品。
作为上述无机酸,例如能够举出硫酸、盐酸、硝酸,但从不包含氯、成本等的观点来看,优选为硫酸。另一方面,作为上述有机酸,能够举出柠檬酸、酒石酸、乙二醇酸、苹果酸、琥珀酸、醋酸、抗坏血酸等,特别优选为能够与排泄物所包含的金属离子形成络合物的酸,例如柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸等羟基碳酸盐系有机酸。另外,作为排泄物所包含的金属离子,能够举出钙离子。其原因在于,利用能够与排泄物所包含的金属离子形成络合物的酸的螯合效果,能够捕捉并去除排泄物中的金属离子。此外,利用柠檬酸的清洗效果,能够期待较高的污物成分去除效果。
另外,pH根据水温而变化,因此本公开的pH设为在水溶液温度为20℃的条件下测定的pH。
作为非活性化工序S31的处理温度,即包含非活性化剂的水溶液的温度,只要非活性化的反应能够进行,就没有特别限定。该处理温度既可以是室温,也可以比室温高,例如能够举出15~30℃。此外,作为非活性化工序S31的处理时间,即将表面片、背面片以及吸收体浸渍于包含非活性化剂的水溶液的时间,只要能够使高吸收性聚合物非活性化、脱水,就没有特别限定,例如能够举出2~60分钟,优选为5~30分钟。此外,作为非活性化工序S31的水溶液的量,即包含非活性化剂的水溶液的量,只要非活性化的反应能够进行,就没有特别限定。例如,将使用过的卫生用品设为100质量份,相对于此,水溶液的量优选为300~3000质量份,更优选为500~2500质量份,进一步优选为1000~2000质量份。
在第1分离工序S32中,将表面片(无纺布)、背面片(膜)以及芯包层与包含浆粕纤维、非活性化的高吸收性聚合物以及通过非活性化而从高吸收性聚合物排出的污水的混合物分离。其中,污水是在非活性化工序S31中通过基于包含非活性化剂的水溶液的脱水而从高吸收性聚合物放出的水分,即包含源自排泄物的液体和源自温水的水的污水。
在第1分离工序S32中,作为将表面片和背面片与浆粕纤维、高吸收性聚合物以及污水分离的方法,没有特别限定。例如,使通过非活性化工序而生成的生成物(表面片、背面片、浆粕纤维、高吸收性聚合物、污水等)经过孔径5~100mm,优选为孔径10~60mm的滤网并排出。由此,浆粕纤维、高吸收性聚合物以及污水残存于排水中,表面片和背面片残存于滤网上,从而能够将上述的生成物分离。另外,也可以是,在滤网上残存有其他无纺布、膜等形状较大的物体。特别是,在非活性化之前,高吸收性聚合物处于粘度较高的状态,因此不能说容易分离附着于表面片、背面片以及浆粕纤维的高吸收性聚合物。但是,在非活性化之后,通过脱水,高吸收性聚合物成为粘度较低的状态,因此能够自表面片、背面片以及浆粕纤维容易地分离附着于表面片、背面片以及浆粕纤维的高吸收性聚合物。因而,能够高效地分离、回收卫生用品的结构构件。
在本实施方式中,也可以是,分离工序S13还包含第2分离工序S33,在该第2分离工序S33中,利用能够溶解膜与其他构件的接合部分的粘接剂的溶剂,去除接合部分的粘接剂。在本实施方式中,利用能够溶解膜、无纺布以及吸收体的各接合部分的粘接剂的溶剂,去除各接合部分的粘接剂。
在第2分离工序S33中,利用溶剂去除膜(背面片)与其他构件(表面片的无纺布、残存于表面片、背面片的表面的吸收体等)的接合部分的粘接剂。由此,能够将膜与其他构件以不断碎等而维持其原本的形状的状态彼此分离。因而,能够高效地回收卫生用品的膜这样的结构构件。此外,能够以不将粘接剂残存于膜的方式将膜与其他构件分离,因此能够将膜作为纯度较高的树脂再利用。由此,能够抑制粘接剂在膜的再利用时产生不良影响的状况。关于无纺布也与膜相同。
作为在第2分离工序S33中使用的溶剂,只要能够溶解粘接剂,就没有特别限制,例如能够举出包含萜烯烃、萜烯醛以及萜烯酮中的至少一者的萜烯。在该工序中,使用包含萜烯的水溶液,作为水溶液中的萜烯的浓度,例如能够举出0.05质量%以上且2质量%以下。优选为0.075~1质量%。若萜烯的浓度过低,则有可能无法溶解接合部分的粘接剂。若萜烯的浓度过高,则有可能成本升高。此外,萜烯不仅溶解热熔粘接剂这样的粘接剂,还具有油污清洗效果。因此,例如,当在卫生用品的背面片等结构构件存在印刷的情况下,萜烯还能够分解去除其印刷墨。
作为萜烯烃,例如能够举出香叶烯、柠檬烯、蒎烯、樟脑、桧烯(sabinene)、水芹烯、对异丙基甲苯、罗勒烯、萜品烯、蒈烯、姜烯、石竹烯、没药烯、雪松烯。其中,优选为柠檬烯、蒎烯、萜品烯、蒈烯。此外,作为萜烯醛,例如能够举出香茅醛、柠檬醛、环柠檬醛、藏红花醛、水芹醛、紫苏醛、香叶醛、橙花醛。作为萜烯酮,例如能够举出樟脑、侧柏酮(thujone)。在萜烯中,优选为萜烯烃,特别优选为柠檬烯。在柠檬烯中存在d-柠檬烯、l-柠檬烯、二戊烯(dl-柠檬烯)这3种,均能够优选使用。既能够单独使用1种萜烯,也能够组合使用两种以上的萜烯。
作为第2分离工序S33的处理温度,即包含溶剂的水溶液的温度,只要粘接剂的溶解能够进行,能够将使用过的卫生用品分解为结构构件,就没有特别限定。该处理温度既可以是室温,也可以比室温高,例如能够举出15~30℃。此外,作为第2分离工序S33的处理时间,即将表面片、背面片以及吸收体浸渍于包含溶剂的水溶液的时间,只要粘接剂的溶解能够进行,能够将使用过的卫生用品分解为结构构件,就没有特别限定。作为该处理时间,例如能够举出2~60分钟,优选为5~30分钟。作为第2分离工序S33的水溶液的量,即包含溶剂的水溶液的量,只要粘接剂的溶解能够进行,能够将使用过的卫生用品分解为结构构件,就没有特别限定。例如,将使用过的卫生用品设为100质量份,相对于此,水溶液的量优选为300~3000质量份,更优选为500~2500质量份。通过第2分离工序S33,能够使残存于膜、无纺布、吸收体等的粘接剂的量成为膜、无纺布、吸收体等的1质量%以下。
另外,在本实施方式中,作为另一优选的方式,也可以是,在上述非活性化工序S31中,一并进行上述第2分离工序S33。即,也可以是,在使附着于表面片、背面片以及浆粕纤维的高吸收性聚合物非活性化的同时溶解附着于表面片、背面片以及浆粕纤维的粘接剂。在该情况下,作为浸渍表面片、背面片、浆粕纤维以及高吸收性聚合物的水溶液,使用包含非活性化剂和溶剂这两者的水溶液。由此,在上述非活性化工序S31中,能够使背面片(膜)、表面片(无纺布)以及吸收体(浆粕纤维和高吸收性聚合物)在水溶液中成为大致分离的状态。然后,在之后的第1分离工序中,能够将背面片(膜)和表面片(无纺布)与吸收体(浆粕纤维和高吸收性聚合物)分离,能够省略第2分离工序S33。在该情况下,通过粘接剂的去除,将背面片(膜)与表面片(无纺布)实质分离。
在本实施方式中,也可以是,在分离工序S13中,在去除接合部分的粘接剂的工序之后,还包含第1干燥工序S34,在该第1干燥工序S34中,利用温度比室温高的气氛或热风使膜干燥而去除溶剂。在本实施方式中,在本工序中,也使无纺布干燥。
在使用过的卫生用品的再利用中,杀菌极为重要。在第1干燥工序S34中,进行利用高温的气氛或热风等使分离出的膜(背面片)和无纺布(表面片)干燥的工序。作为干燥温度,例如能够举出105~210℃,优选为110~190℃。干燥时间也取决于干燥温度,例如能够举出10~120分钟,优选为15~100分钟。由此,不仅能够使残存于膜和无纺布的表面的溶剂蒸发而将其去除,也能够利用高温的气氛或热风等对膜和无纺布进行杀菌。由此,在去除溶剂的同时也能够起到杀菌(消毒)的效果。
另一方面,在本实施方式中,也可以是,分离工序S13包含第3分离工序S35,在该第3分离工序S35中,自分离出的混合物分离浆粕纤维。在第3分离工序S35中,作为自分离出的混合物(包含浆粕纤维、高吸收性聚合物以及污水)分离浆粕纤维的方法,没有特别限定,例如使分离出的混合物穿过孔径0.1~4mm,优选为孔径0.15~2mm的滤网并排出。由此,高吸收性聚合物和污水残存于排水中,浆粕纤维(主要在表面残存有高吸收性聚合物)残存于滤网上,从而能够自混合物分离浆粕纤维。该浆粕纤维包含较多的杂质,但能够根据用途而以该状态再利用。
在分离出的浆粕纤维附着有高吸收性聚合物,分离出的浆粕纤维和附着于该浆粕纤维的高吸收性聚合物与水以预定的比例混合,作为混合液进入臭氧处理工序S36。
在本实施方式中,分离工序S13包含臭氧处理工序S36,在该臭氧处理工序S36中,利用包含臭氧的水溶液处理包含高吸收性聚合物和浆粕纤维、高吸收性聚合物与浆粕纤维的连结构造体以及水的混合液,使附着于浆粕纤维的高吸收性聚合物低分子量化、可溶化而将其去除。
在使用过的卫生用品中,在包含浆粕纤维和高吸收性聚合物的吸收体等中,由于(i)高吸收性聚合物随着吸收体液等液体而肥大化,卷入浆粕纤维,(ii)肥大化的高吸收性聚合物彼此卷入浆粕纤维并发生凝胶粘连等,多个高吸收性聚合物和多个浆粕纤维形成连结构造体的情况较多。在上述混合液中,除了包含游离的浆粕纤维和游离的高吸收性聚合物以外,包含由多个高吸收性聚合物和多个浆粕纤维构成的连结构造体。
在臭氧处理工序S36中,利用水溶液中的臭氧氧化分解混合液(处理液)所包含的高吸收性聚合物,使其可溶于水溶液而将其去除。
高吸收性聚合物氧化分解而可溶于水溶液的状态是指高吸收性聚合物以及连结构造体能够穿过2mm的滤网的状态。由此,能够自混合液(处理液)去除高吸收性聚合物等杂质,生成纯度较高的浆粕纤维。此外,通过臭氧处理,能够进行浆粕纤维的二次杀菌、漂白以及除臭。
图2是表示执行臭氧处理工序S36的装置2的结构的一个例子的概略图。装置2包括:混合液贮存部3,其用于贮存包含水、在第3分离工序S35中分离出的浆粕纤维以及高吸收性聚合物的混合液51;以及臭氧处理部4,其用于氧化分解混合液51中所包含的高吸收性聚合物而将其自浆粕纤维去除。
混合液贮存部3包含混合液箱12和搅拌机13。混合液箱12用于贮存经由配管61而供给来的混合液51。搅拌机13用于搅拌混合液箱12中的混合液51以避免混合液51中的浆粕纤维和高吸收性聚合物与水分离而向混合液51的下方下沉。
另一方面,臭氧处理部4包含供给泵21、处理槽31、臭氧供给装置41、送出泵22以及臭氧分解装置34。处理槽31具有作为处理液52的酸性水溶液。处理槽31包括混合液供给口32、处理液排出口33以及含臭氧气体供给口43。混合液供给口32配置于混合槽31的上部,用于向处理槽31供给混合液51。处理液排出口33配置于混合槽31的下部,用于排出处理液52。含臭氧气体供给口43配置于混合槽31的下部,具体而言,配置于比处理液排出口33靠上部的位置,用于向处理槽31内送出含臭氧气体53。
具体而言,供给泵21借助配管62从混合液供给口32向处理槽31中以第1流量连续地供给混合液箱12的混合液51。臭氧供给装置41用于向处理槽31供给含臭氧气体53。作为臭氧供给装置41的臭氧发生装置42,例如能够举出Ecodesign,Inc.制的臭氧水暴露试验机ED-OWX-2、三菱电机株式会社制的臭氧发生装置OS-25V等。含臭氧气体53是包含臭氧的其他种类气体,例如能够举出包含臭氧的氧气。含臭氧气体供给口43用于向处理槽31内送出借助配管65向处理槽31供给的含臭氧气体53,配置于处理槽31的下部(优选为底部)。含臭氧气体供给口43用于向处理液52中从处理液52(处理槽31)的下部朝向上部连续地供给作为多个细小的气泡的含臭氧气体53。送出泵22借助配管63从处理液排出口33向处理槽31外以第2流量连续地排出处理槽31内的处理液52。臭氧分解装置34经由配管64接收在处理槽31的上部积存的含臭氧气体53,使臭氧无害化而向外部放出。另外,处理槽31内的处理液52在臭氧处理工序S36开始前仅是处理液52,在臭氧处理工序S36开始后成为处理液52与混合液51混合而成的液体,在本实施方式中,也包含处理液52与混合液51混合而成的液体在内地将处理槽31内的液体作为处理液52。
接着,说明臭氧处理工序S36的具体方法。
在第3分离工序S35中分离出的浆粕纤维和高吸收性聚合物与水混合以达到预先设定的浓度,而成为混合液51。混合液51的浆粕纤维的浓度设定为在投入处理槽31并与处理液52混合的状态下成为预先设定的浓度。借助配管61向混合液箱12供给混合液51并将其贮存于混合液箱12。浆粕纤维和高吸收性聚合物的比重比1大,因此利用搅拌机13在混合液箱12内搅拌混合液51以避免浆粕纤维和高吸收性聚合物与水分离。
然后,利用供给泵21控制流量,借助配管62从混合液供给口32向处理槽31以第1流量连续地供给混合液箱12内的混合液51。处理液52是酸性水溶液,比重大致为1。因而,浆粕纤维和高吸收性聚合物从处理液52的上部朝向下部沉降。
另一方面,借助配管65向处理槽31供给利用臭氧发生装置42生成的含臭氧气体53,将其从处理槽31的含臭氧气体供给口43向处理液52内以细小的气泡(例如微米气泡或纳米气泡)的状态放出。即,含臭氧气体53从处理液52的下部朝向上部上升。
然后,在处理液52内朝向下方移动即下降的浆粕纤维和高吸收性聚合物与朝向上方移动即上升的含臭氧气体53相对行进并彼此碰撞。然后,含臭氧气体53附着于浆粕纤维和高吸收性聚合物以及连结构造体的表面。含臭氧气体53中的臭氧氧化分解游离的高吸收性聚合物并使其溶解于处理液52。由此,自浆粕纤维去除浆粕纤维上的高吸收性聚合物。然后,浆粕纤维向处理槽31的底部下降,含臭氧气体53向处理槽31的上部的空间放出。
在游离的高吸收性聚合物和游离的浆粕纤维以及连结构造体中,处于比重相对较高的游离的高吸收性聚合物和包含高吸收性聚合物的连结构造体的沉降性比比重相对较低的游离的浆粕纤维的沉降性高的倾向。另一方面,含臭氧气体在消耗臭氧而处理高吸收性聚合物和浆粕纤维的同时上升,因此处于存在于下方的位置的含臭氧气体的臭氧的含量比存在于上方的位置的含臭氧气体的臭氧的含量高(即新鲜)的倾向。
因而,能够利用更新鲜的含臭氧气体可靠地氧化分解向下方的移动相对较快的游离的高吸收性聚合物和连结构造体而形成游离的浆粕纤维。另一方面,游离的浆粕纤维向下方的移动相对较慢,因此含臭氧气体能够随着时间经过而处理游离的浆粕纤维(以及形成的糖化用浆粕纤维)。具体而言,含臭氧气体中的臭氧与浆粕纤维相对并碰撞,从而能够分解浆粕纤维(以及糖化用浆粕纤维)的木质素。
之后,在送出泵22的流量控制下,借助配管63从处理槽31的处理液排出口33向处理槽31外以第2流量连续地排出处理槽31的底部的处理液52(包含糖化用浆粕纤维)。利用臭氧分解装置34使积存于处理槽31的上部的含臭氧气体53的臭氧无害化并向外部放出。
这样,从处理槽31的上部向处理槽31中以第1流量连续地供给混合液51,从处理槽31的下部(底部)向处理槽31外以第2流量连续地排出处理液52。由此,能够强制地产生在处理槽31内从上部向下部的连续且稳定的流体(包含浆粕纤维)的流动。
从处理槽31排出的处理液52包含去除了高吸收性聚合物的糖化用浆粕纤维,并且包含氧化分解高吸收性聚合物而生成的低分子量的有机物。糖化用浆粕纤维在比送出泵22靠下游侧的工序,例如后述的第4分离工序S37中被回收。
在本方法中,至少,向具有能够溶解高吸收性聚合物的处理液52的处理槽31中以第1流量连续地供给包含浆粕纤维和高吸收性聚合物的混合液51,并且向处理槽31外以第2流量连续地排出包含去除了高吸收性聚合物的糖化用浆粕纤维且包含氧化分解高吸收性聚合物而生成的低分子量的有机物的处理液52。通过具有这样的结构,能够从处理槽31的用于供给混合液51的混合液供给口32朝向用于排出处理液52的处理液排出口33强制地产生连续且稳定的流体(包含浆粕纤维)的流动。利用该流体的流动,即水流,即使增多浆粕纤维和高吸收性聚合物的处理量,也能够处理高吸收性聚合物(使其可溶化),并且处理浆粕纤维。
在此,优选的是,第1流量与第2流量相同。通过使第1流量和第2流量相同,能够将处理槽31内的处理液52的量保持为恒定,能够进行稳定且连续的处理。但是,若能够将处理槽31内的处理液52的量保持为大致恒定,即处理槽31内的处理液52的量不大幅地增加或减少,则第1流量和第2流量也可以随时间经过而变动。即,第1流量与第2流量不需要始终完全相同,随时间经过而平均并大致相同即可。在此,大致相同是指第1流量与第2流量之差为5质量%以内。在该情况下,也能够进行稳定且连续的处理。
在向处理液52供给含臭氧气体53的情况下,作为处理液52中的臭氧浓度,只要是能够氧化分解高吸收性聚合物的浓度,就没有特别限定,例如能够举出1~50质量ppm,优选为2~40质量ppm,进一步优选为3~30质量ppm。若处理液52中的臭氧浓度过低,则有可能无法使高吸收性聚合物完全可溶化而在浆粕纤维残存高吸收性聚合物。相反,若处理液52中的臭氧浓度过高,则氧化能力也升高,因此有可能对浆粕纤维造成损伤,并且在安全性上也有可能产生问题。作为臭氧处理温度,只要是能够氧化分解高吸收性聚合物的温度,就没有特别限定,例如既可以保持室温,也可以比室温高。
处理液52(水溶液)中的臭氧的浓度利用以下的方法测定。
(1)向放入了约0.15g的碘化钾和5mL的10%的柠檬酸溶液的100mL量筒放入85mL的溶解有臭氧的处理液52而使其反应。
(2)将反应后的处理液52转移至200mL的锥形烧瓶,向锥形烧瓶内加入淀粉溶液,在使其着色为紫色之后,利用0.01mol/L的硫代硫酸钠搅拌并滴定至变为无色,记录添加量a(mL)。
(3)利用以下的式计算水溶液中的臭氧的浓度。
利用以下的式计算水溶液中的臭氧的浓度(质量ppm):
水溶液中的臭氧的浓度(质量ppm)=a(mL)×0.24×0.85(mL)。
含臭氧气体53中的臭氧浓度优选为40~200g/m3,更优选为40~150g/m3,进一步优选为40~100g/m3。若含臭氧气体53中的臭氧浓度过低,则有可能无法使高吸收性聚合物完全可溶化而残存高吸收性聚合物。若含臭氧气体53中的浓度过高,则有可能导致浆粕纤维的损伤、安全性的降低、制造成本的增加。另外,含臭氧气体53中的臭氧浓度例如能够利用紫外线吸收式的臭氧浓度计(例如Ecodesign,Inc.制:臭氧监测器OZM-5000G)测定。
作为处理液52中的浆粕纤维和高吸收性聚合物的浓度,只要是能够利用处理液52中的臭氧氧化分解高吸收性聚合物的浓度,就没有特别限定,例如能够举出0.1~20质量%,优选为0.2~10质量%,进一步优选为0.3~5质量%。若浆粕纤维的浓度过高,则有可能无法使高吸收性聚合物完全可溶化而在浆粕纤维残存高吸收性聚合物。相反,若浆粕纤维的浓度过低,则氧化能力也升高,因此有可能对浆粕纤维造成损伤,并且在安全性上也有可能产生问题。对于混合液51中的浆粕纤维和高吸收性聚合物的浓度,根据上述处理液52中的浆粕纤维和高吸收性聚合物的浓度及处理液52的量而适当设定。
在向包含浆粕纤维和高吸收性聚合物的处理液52供给臭氧的情况下,优选的是,处理液52为酸性。更优选的是,处理液52的pH比0大且为5以下,进一步优选为1.5~2.5。通过在酸性的状态下进行处理,从而抑制臭氧的失活,提高臭氧对于高吸收性聚合物的氧化分解效果,能够在短时间内氧化分解高吸收性聚合物。也可以是,为了保持处理液的pH,使混合液51的pH与处理液52的pH相同,向处理槽31供给混合液51。或者,也可以是,利用pH传感器监视处理液52的pH,在pH向中性侧变动时,向处理液52添加与变动幅度相应的量的预定的酸性溶液。
作为处理槽31中的处理液52(包含混合液51)的量,只要是能够氧化分解高吸收性聚合物的量,就没有特别限定,优选的是,处理槽31中的处理液52的体积V(单位:L)和浆粕纤维的质量W(单位:kg)满足30≤V/W≤1000。更优选为50≤V/W≤400,进一步优选为100≤V/W≤200。若V/W过小,则有可能无法使高吸收性聚合物完全可溶化而残存高吸收性聚合物。若V/W过大,则有可能导致制造成本的增加。另外,作为处理槽31的体积V,没有特别限制,例如能够举出50~80L。
优选的是,含臭氧气体的流量RO(单位:L/分钟)和处理槽31中的处理液52的体积V(单位:L)满足0.01≤RO/V≤1.25。更优选为0.03≤RO/V≤1.0,进一步优选为0.06≤RO/V≤0.75。若RO/V过小,则有可能无法使高吸收性聚合物完全可溶化而在浆粕纤维残存高吸收性聚合物。若RO/V过大,则有可能导致浆粕纤维的损伤、安全性的降低、制造成本的增加。另外,作为含臭氧气体的流量RO,没有特别限制,例如能够举出3~6L/分钟。
作为浆粕纤维存在于处理槽31内的时间,即在处理液52中处理浆粕纤维的时间(以下也称为“槽内处理时间”。),只要是能够氧化分解高吸收性聚合物的时间,就没有特别限定。若处理液52的臭氧浓度较高,则槽内处理时间较短即可,若处理液52的臭氧浓度较低,则需要较长的时间。作为槽内处理时间,例如能够举出2分钟~60分钟,优选为5分钟~30分钟。处理液52中的臭氧的浓度(质量ppm)与槽内处理时间(分钟)的乘积(以下也称为“CT值”。)优选为100~6000ppm·分钟,更优选为200~4000ppm·分钟,进一步优选为300~2000ppm·分钟。若CT值过小,则有可能无法使高吸收性聚合物完全可溶化而在回收的浆粕纤维残存高吸收性聚合物。若CT值过大,则有可能导致浆粕纤维的损伤、安全性的降低、制造成本的增加。
在浆粕纤维存在于处理槽31内的期间,高吸收性聚合物被臭氧氧化分解为低分子量成分,溶解于处理液52。溶解于处理液52中的低分子量成分与处理液52一起被排出。并且,在该工序中,利用臭氧的杀菌作用,对使用过的卫生用品进行一次消毒。
在本实施方式中,作为优选的方式,臭氧处理工序S36(连续处理工序)包含如下工序:在从处理槽31的上部连续地供给混合液51的同时从处理槽31的下部连续地排出处理液52。混合液51中的浆粕纤维和高吸收性聚合物的比重比处理液52的水的比重大,因此浆粕纤维和高吸收性聚合物以及连结构造体自然地沉降。
在本实施方式中,作为优选的方式,能够溶解高吸收性聚合物的处理液52是含有将高吸收性聚合物以能够溶解的方式氧化分解的含臭氧气体的水溶液。臭氧处理工序S36(连续处理工序)还包含送出工序,在该送出工序中,从处理液52的下部朝向上部连续地送出含臭氧气体的多个气泡。在这样的本方法的优选的方式中,在处理液52中,含臭氧气体上升,浆粕纤维和高吸收性聚合物下降,即成为相对流。由此,能够提高浆粕纤维和高吸收性聚合物与含臭氧气体的接触概率。此外,浆粕纤维和高吸收性聚合物沉降得越深,则能够与浓度越高的含臭氧气体接触。因而,能够使仅利用在处理液52的较浅的部位接触的含臭氧气体未完全溶解于处理液52中的高吸收性聚合物在处理液52的较深的部位与高浓度的含臭氧气体接触。由此,能够将高吸收性聚合物可靠地溶解于处理液52。由此,能够使高吸收性聚合物可靠地溶解于处理液中而将其自纤维去除。
在本实施方式中,作为优选的方式,上述的送出工序包含以微米气泡或纳米气泡的状态送出含臭氧气体的工序。其中,微米气泡是指直径为1~1000μm左右,优选为10~500μm左右的气泡,纳米气泡是指直径为100~1000nm左右,优选为100~500nm左右的气泡。微米气泡或纳米气泡是这样微小的气泡,具有每单位体积的表面积较大,液体中的上升速度较慢这样的性质。在此,在本方法中,作为优选的方式,从处理槽31的处理液52的下部朝向上部送出这样的微小的气泡的含臭氧气体。
另一方面,浆粕纤维和高吸收性聚合物从上部朝向下部移动。此时,微小的气泡的上升速度较慢,因此气泡与浆粕纤维接触的概率提高。并且,微小的气泡在浆粕纤维的表面占据的区域较小,因此更多的气泡能够与浆粕纤维的表面接触。由此,能够利用微小的气泡完全包覆浆粕纤维和高吸收性聚合物以及连结构造体,能够进一步增加上述的浆粕纤维和高吸收性聚合物以及连结构造体与含臭氧气体的接触面积。并且,更多的气泡与浆粕纤维的表面接触,从而能够利用气泡的浮力降低浆粕纤维和高吸收性聚合物以及连结构造体的沉降性,进一步增加上述的浆粕纤维和高吸收性聚合物以及连结构造体与含臭氧气体的接触时间。由此,能够使高吸收性聚合物更可靠地溶解于处理液52中而将其自浆粕纤维去除。
在本实施方式中,作为优选的方式,处理液52是酸性水溶液,例如是pH2.5以下的酸性水溶液。在该情况下,即使当在混合液51中的高吸收性聚合物部分地残存有吸水能力的情况下,也能够抑制高吸收性聚合物的吸水膨胀。由此,能够在短时间内将高吸收性聚合物溶解于处理液52,能够更可靠地去除高吸收性聚合物。特别是,在处理液52是含有臭氧的水溶液的情况下,能够使含有臭氧的水溶液中的臭氧不易失活,因此能够在更短时间内氧化分解并溶解高吸收性聚合物,能够自纤维更可靠地去除高吸收性聚合物。
此外,作为另一优选的实施方式,处理槽31的结构也可以是图2以外的其他结构。图3是表示图1的臭氧处理工序的装置2的另一结构例的概略图。图3的装置2的臭氧处理部4的配管63具有将两个U型管彼此反向且连续地连接而成的连续U型管构造并省略送出泵22,在这一点上与图2的装置2不同。在该情况下,在配管63被处理液52充满且处理槽31内的处理液52的液面的高度比利用配管63连接的下一工序的槽内的液体的液面的高度高的情况下,利用虹吸的原理借助配管63向下一工序的槽排出处理液52。因而,若在处理开始前的初始时预先使处理槽31内的处理液52的液面的高度与下一工序的槽内液的液面的高度相同,则在处理开始而以第1流量向处理槽31内连续地供给混合液51时,利用虹吸的原理借助配管63以第2流量向下一工序的槽排出处理液52,该第2流量=第1流量。其中,关于下一工序的槽内的液体的液面的高度,在处理中也维持处理开始前的高度。在该情况下,不需要送出泵22,并且不需要送出泵22的第2流量的控制。
在本实施方式中,也可以是,分离工序S13还包含:第4分离工序S37,在该第4分离工序S37中,从自处理槽31排出的处理液52分离浆粕纤维;以及第2干燥工序S38,在该第2干燥工序S38中,干燥分离出的浆粕纤维。
在第4分离工序S37中,作为从自处理槽31排出的处理液52分离浆粕纤维的方法,没有特别限定,例如能够举出使包含糖化用浆粕纤维的处理液52例如穿过孔径0.15~2mm的滤网网眼的方法。在使包含糖化用浆粕纤维的处理液52穿过孔径0.15~2mm的滤网网眼时,包含高吸收性聚合物的氧化分解的生成物的排水穿过滤网。另一方面,糖化用浆粕纤维残存于滤网上。
接着,在第2干燥工序S38中,利用高温的气氛或热风等使分离出的浆粕纤维干燥。作为干燥温度,例如能够举出105~210℃,优选为110~190℃。干燥时间也取决于干燥温度,例如能够举出10~120分钟,优选为15~100分钟。由此,残存于浆粕纤维的表面的溶剂蒸发而被去除,能够回收高吸收性聚合物混合率极低且纯度较高的浆粕纤维。因而,能够高效地回收卫生用品的结构构件。此外,能够利用高温的气氛或热风等对浆粕纤维进行杀菌(消毒)。
在本公开中,糖化用浆粕纤维优选具有20°以下的水接触角,更优选具有15°以下的水接触角,进一步优选具有10°以下的水接触角。这样,能够在干燥并保存利用上述制造方法制造的糖化用浆粕纤维之后使其简易地分散于糖化溶液。另外,从上述观点来看,上述糖化用浆粕纤维的水接触角也可以是0°。
糖化用浆粕纤维的水接触角能够以如下方式测定。
(1)在温度:20±5℃及湿度:65±5%RH的恒温恒湿室准备铝制环(外径:43mm,内径:40mm,高度:5mm)和在120℃的条件下干燥了60分钟的糖化用浆粕纤维,静置24小时。
(2)将1.5g的糖化用浆粕纤维均匀地填充于铝制环内,对于每个铝制环,使用底面平滑的压制机,以3Mpa的压力压缩糖化用浆粕纤维1分钟,使糖化用浆粕纤维的表面平滑化。
(3)依据JIS R 3257:1999的“基板玻璃表面的润湿性试验方法”的6.静滴法测定压缩的糖化用浆粕纤维的水接触角。作为接触角测定装置,能够举出协和界面科学株式会社制的自动接触角计CA-V型。上述水接触角是指在滴下去离子水后200ms后的值。
(4)在不同的20个样本中测定水接触角,采用它们的平均值。
在本公开中,糖化用浆粕纤维具有0.1质量%以下的木质素含量,优选具有0.08质量%以下的木质素含量,更优选具有0.06质量%以下的木质素含量。这样,糖化用浆粕纤维的糖化性优异。
糖化用浆粕纤维的木质素含量能够按照由爱媛县农林水产部农业指导科在昭和63年3月发行的“土壤诊断指南(日文:土壌診断の手引き)”的第85页~第87页所记载的方法测定。以下,转记概要。
<试剂的准备>
(1)在温度:20±5℃及湿度:65±5%RH的恒温恒湿室准备在120℃的条件下干燥了60分钟的糖化用浆粕纤维,静置24小时。
(2)作为标准试剂,准备市售的木质素(95%)。
(3)在500mL烧杯计量22.3g的焦磷酸钠(Na4P2O5·10H2O),加入约400mL的去离子水,使焦磷酸钠溶解,制成焦磷酸钠水溶液。
(4)在另一500mL烧杯计量10g的氢氧化钠,加入约200mL的去离子水,使氢氧化钠溶解,制成氢氧化钠水溶液。
放冷焦磷酸钠水溶液和氢氧化钠水溶液,将上述的焦磷酸钠水溶液和氢氧化钠水溶液加入1L的量瓶,利用去离子水定容,制成焦磷酸提取液。
<前操作>
(5)在100mL的锥形烧瓶A计量2g的木质素。
(6)在另一100mL的锥形烧瓶B计量2g的糖化用浆粕纤维。
(7)向锥形烧瓶A和锥形烧瓶B分别添加20mL的焦磷酸提取液,振动3分钟。
(8)在将锥形烧瓶A和锥形烧瓶B静置15分钟之后,分别利用No.6滤纸进行过滤,获得木质素滤液和糖化用浆粕纤维滤液。
<分析>
(9)利用全节吸量管,将5mL的木质素滤液加入50mL量瓶,利用去离子水定容(木质素10000ppm)。
(10)利用量液吸量管,将1mL、2mL、5mL以及10mL的定容的木质素滤液加入4个100mL量瓶,加入去离子水而定容,形成标准液(100ppm、200ppm、500ppm、1000ppm)。
(11)将去离子水作为空白对照,以波长530nm测定标准液的透过率,以235页的吸光度换算表作为参考而换算为吸光度。
(12)制成标准液浓度和吸光度的标准线。
(13)将去离子水作为空白对照,测定糖化用浆粕纤维滤液的透过率,以235页的吸光度换算表作为参考而换算为吸光度,根据标准线,计算木质素浓度。
(14)根据木质素浓度,计算木质素含量(质量%)。
另外,上述的市售的木质素(95%)也可以变更为木质素浓度相等的市售的木质素(例如Nacalai Tesque公司的木质素)。
在本公开的制造方法中,糖化用浆粕纤维优选具有300mL以上的叩解度降低速度,更优选具有320mL以上的叩解度降低速度,进一步优选具有340mL以上的叩解度降低速度,更进一步优选具有360mL以上的叩解度降低速度。这样,在接下来的糖化步骤中,在施加物理性的力时易于起毛,即表面积易于增大,易于糖化。
另外,本公开的制造方法通过达成糖化用浆粕纤维的较低的木质素含量、较窄的木质素含量的分布等而获得上述叩解度降低速度。
上述叩解度降低速度按照以下的叩解度降低试验测定。
<叩解度降低试验>
(1)按照JIS P 8221-1:1998的浆粕-叩解方法-第1部:打浆法(日文:ビーター法),叩解糖化用浆粕纤维1小时以上,优选叩解两小时。
(2)在叩解开始后,每20分钟提取样本,按照JIS P 8121-2:2012的浆粕-游离度试验方法-第2部:加拿大标准游离度法,测定各样本的叩解度(加拿大标准游离度,Canadian Standard freeness)。另外,也可以在样本的叩解度到达100mL的时间点停止试验。
(3)在横轴标注时间(h),在纵轴标注叩解度(mL),利用最小二乘法近似为一次函数,采用其斜率的绝对值作为叩解度降低速度(mL/m)。
另外,叩解度降低速度表示,其值越大,则每单位时间的叩解度的降低越快,即糖化用浆粕纤维越易于叩解(易于起毛)。
在本公开中,糖化用浆粕纤维优选具有0.65质量%以下的灰分率,更优选具有0.50质量%以下的灰分率,进一步优选具有0.30质量%的灰分率,更进一步优选具有0.20质量%以下的灰分率。这样,在例如在存在纤维素酶的条件下进行糖化步骤的情况下,纤维素酶的活性难以被金属离子损害。
通过在使高吸收性聚合物非活性化的非活性化工序S31中选择能够与排泄物所包含的金属离子形成络合物的酸,特别是柠檬酸作为非活性化剂,能够降低上述灰分率。
在本说明书中,灰分表示在有机质灰化之后残存的无机质或不燃性残留物的量,灰分率表示应促成的材料所包含的灰分的比例(质量比)。上述灰分率按照生理处理用品材料规格的“2.一般试验法”的“5.灰分试验法”测定。具体而言,灰分率以如下方式测定。
(1)预先在500~550℃的条件下高温加热铂制、石英制或瓷制的坩埚1小时,在放冷后,精密地测量其质量。
(2)提取2~4g的在120℃的条件下干燥了60分钟的糖化用浆粕纤维,放入坩埚,精密地测量其质量,若需要则取下或错开坩埚的盖,首先低温加热,逐渐提高温度,在500~550℃的条件下高温加热4小时以上,灰化至不残存碳化物为止。
(3)在放冷后,精密地测量其质量。再次将残留物灰化至恒量为止,在放冷后,精密地测量其质量,作为灰分率(质量%)。
在本实施方式中,作为优选的方式,还包括非活性化工序S31和第1分离工序S32,在该非活性化工序S31中,在臭氧处理工序S36(连续处理工序)之前,使用能够使高吸收性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液处理混合物,使混合物中的高吸收性聚合物的吸水性能非活性化,在该第1分离工序S32中,在臭氧处理工序S36(连续处理工序)之前,自水溶液分离非活性化的高吸收性聚合物和浆粕纤维。这样,在本方法中,作为优选的方式,在非活性化工序S31中,利用能够使高吸收性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液,抑制高吸收性聚合物的吸水性能,因此在后工序的臭氧处理工序S36(连续处理工序)的阶段中,能够更容易地将高吸收性聚合物在更短时间内溶解于处理液52。
在本实施方式中,作为优选的方式,在非活性化工序S31中,能够使高吸收性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液是酸性水溶液,例如是pH2.5以下的酸性水溶液。这样,在本方法中,作为优选的方式,能够使高吸收性聚合物的吸水性能非活性化的水溶液是酸性水溶液,因此高吸收性聚合物更易于非活性化,由此在非活性化工序S31的阶段中,能够更可靠地抑制高吸收性聚合物的吸水性能。由此,在后工序的臭氧处理工序S36(连续处理工序)的阶段中,能够更容易地将高吸收性聚合物在更短时间内溶解于处理液。
此外,作为另一优选的实施方式,也可以是,处理槽31至少包含彼此串联连结的第1处理槽31-1和第2处理槽31-2。图4是表示图1的臭氧处理工序的装置2的另一结构例的概略图。图4的装置2的两个臭氧处理部4串联接合,换言之,第1处理槽31-1与第2处理槽31-2串联接合,在这一点上与图2的装置2不同。在该情况下,例如,以如下方式多阶段地处理混合液51:向第1处理槽31-1供给混合液51,第1处理槽31-1排出第1处理过的液体(第1处理槽31-1的处理液52-1),向第2处理槽31-2供给第1处理过的液体,第2处理槽31-2排出第2处理过的液体(第2处理槽31-2的处理液52-2)。在该情况下,与具备一个容量较大的处理槽31的情况相比,在第1处理槽31-1、第2处理槽31-2分别以新的处理液52-1、52-2进行处理,因此例如能够在第2处理槽(次级的处理槽)31-2中容易地溶解在第1处理槽(初级的处理槽)31-1中未完全溶解的高吸收性聚合物等、能够更可靠地溶解高吸收性聚合物,能够将其自纤维去除。
在本实施方式中,作为优选的方式,还在材料分离工序S1中,在前处理工序S11中,能够利用水使使用过的卫生用品以不断碎等而保持其原本的形状且也不进行高吸收性聚合物的非活性化的方式成为非常膨胀的状态。由此,在使用过的卫生用品内产生非常高的内压,能够使其表面的某一部位成为要胀破的状态。然后,在分解工序S12中,通过对这样的状态的使用过的卫生用品施加物理冲击,能够使其表面的某一部位破裂而使内部的吸收芯向外部喷出。由此,能够将使用过的卫生用品至少分解为膜(背面片)和吸收芯。此时,膜维持大致原本的形状,因此在之后的分离工序S13中,能够自吸收芯容易地分离。由此,能够将膜这样的结构构件以不断碎等而维持其原本的形状的状态自其他结构构件分离。因而,能够高效地回收卫生用品的膜这样的结构构件。
在本实施方式中,作为优选的方式,通过在粘接剂的去除中使用萜烯,能够在常温下溶解粘接卫生用品的结构构件的热熔粘接剂。由此,能够易于使卫生用品简单且完全地散开,能够自卫生用品分离浆粕纤维和高吸收性聚合物,分别以保留构件形态的状态分离无纺布和膜。即,即使不使卫生用品破碎,或者不经由复杂的分离工序,也能够容易地分别回收浆粕纤维、膜、无纺布。在使用柠檬烯作为萜烯的情况下,作为柠檬烯的次要效果,具有柑橘类的清爽的气味,因此能够一定程度掩盖源自排泄物的气味,减轻作业者的气味负担、对附近产生的气味影响等。柠檬烯是单萜烯,构造与苯乙烯相似,因此能够溶解在卫生用品中通常使用的苯乙烯系的热熔粘接剂。能够在常温下进行卫生用品的清洗处理,因此能够降低能量消耗,能够抑制气味的产生扩散。萜烯的油污清洗效果较高,除了热熔粘接剂的溶解效果以外,当在膜存在印刷的情况下,还能够分解去除其印刷墨,能够将印刷过的膜也作为纯度较高的塑料材料回收。
此外,当在高吸水性聚合物的非活性化中使用pH2.5以下的有机酸水溶液时,难以使浆粕纤维劣化。此外,在使用柠檬酸作为有机酸时,利用柠檬酸的螯合效果和清洗能力,能够期待源自排泄物的污物成分去除效果。此外,也能够期待除菌效果和对于碱性气味的除臭效果。
并且,通过利用臭氧氧化分解高吸收性聚合物,能够防止对浆粕纤维造成的污染和因高吸收性聚合物吸水而导致的污水的急剧的增加等。通过调整臭氧的浓度,能够同时进行高吸收性聚合物的氧化分解和杀菌。此外,在使用臭氧的情况下,完全不使用氯系药剂,因此也能够利用回收的塑料的构件进行难以损坏燃烧炉的高品质的RPF的制造。在处理工序中不使用盐类,因此在浆粕纤维中无残留,能够回收低灰分的高品质的糖化用浆粕纤维。
本公开的制造方法能够是,还包含糖化步骤,在该糖化步骤中,在处理液排出步骤之后,使糖化用浆粕纤维糖化。作为上述糖化步骤,没有特别限制,包含在本技术领域中公知的糖化方法。作为上述糖化方法,例如能够举出日本特开2006-141244号公报、日本特开2009-183211号公报、日本特开2010-17084号公报、日本特开2010-36058号公报、日本特开2013-202021号公报等所记载的方法。
作为上述糖化步骤,如图1所示,既可以将在第2干燥工序S38中获得的干燥的糖化用浆粕纤维或在第4分离工序S37中获得的未干燥的糖化用浆粕纤维用于糖化步骤,或者可以将在臭氧处理工序S36中获得的包含糖化用浆粕纤维的处理液52用于糖化步骤。
实施例
按照图1和图2所示的方法,由从护理设施回收的使用过的多种一次性尿布制造糖化用浆粕纤维。与臭氧处理工序S36关联的条件如下。
(i)混合液51
·浓度:1质量%(浆粕纤维和高吸收性聚合物的浓度)
·pH:2.4
(ii)处理槽31
·容量:60L
·高度:2.6m
·第1流量:2L/分钟
·第2流量:2L/分钟
·槽内处理时间:30分钟
·V/W:100
·RO/V:0.033
(iii)含臭氧气体
·臭氧浓度:100g/m3
·形态:纳米气泡
[制造例1]
使用消石灰进行非活性化工序S31,在上述的条件下进行臭氧处理工序S36,在120℃的条件下干燥获得的糖化用浆粕纤维60分钟,获得糖化用浆粕纤维No.1。
[比较制造例1]
在臭氧处理工序S36中,不送出含臭氧气体,除此以外与制造例1同样,获得糖化用浆粕纤维No.2。
[比较制造例2]
将NBKP的原浆纤维作为糖化用浆粕纤维No.3。
[实施例1以及比较例1、2]
按照本说明书所记载的方法测定糖化用浆粕纤维No.1~No.3的木质素含量(质量%)、水接触角(°)以及灰分率(质量%)。将结果示于表1。此外,按照本说明书所记载的叩解度降低试验测定糖化用浆粕纤维No.1和No.3的叩解度降低速度(mL/h)和在该叩解度降低试验中叩解预定时间之后的叩解度(mL)。将结果一并示于表1。
按照以下的纤维素酶法使糖化用浆粕No.1~No.3糖化。将糖化后的残渣的残存率(质量%)示于表1。
<纤维素酶法>
(1)在称量约3g的糖化用浆粕纤维[质量:m0(g)]后,加入160mL的蒸馏水和40mL的0.5M甘氨酸-盐酸缓冲液(pH4.0),进而,添加1g的纤维素酶ONOZUKA3S和1g的纤维素酶Y-NC。
(2)将调制的试样在45℃的条件下保温,搅拌3小时。
(3)在处理结束后,利用碳酸氢钠进行中和,添加氯化钙。
(4)弃去上清液,向沉淀加入蒸馏水并搅拌,弃去上清液。重复该操作至上清液变得透明为止。
(5)在利用玻璃纤维滤纸过滤沉淀后,在110℃的条件下干燥两小时以上,在干燥器内放冷,然后称量[质量:m1(g)]。
另外,糖化后的残渣的残存率利用以下的式计算:
残存率(%)=100×m1/m0。
将结果一并示于表1。
在确认糖化后的残渣后发现,糖化用浆粕纤维No.1和No.3的残渣由浆粕纤维构成,糖化用浆粕纤维No.2的残渣由浆粕纤维和高吸收性聚合物构成。
在上述纤维素酶法中,原则上高吸收性聚合物不分解,因此可知糖化用浆粕纤维No.1(残存率:59质量%)比NBKP的原浆纤维(残存率:66质量%)易于糖化。
[表1]
表1
例No. | 实施例1 | 比较例1 | 比较例2 |
糖化用浆粕纤维No. | No.1 | No.2 | No.3 |
非活性化 | 消石灰 | 消石灰 | - |
臭氧处理 | 有 | 无 | - |
木质素含量(质量%) | <0.10 | 0.15 | 0.16 |
水接触角(°) | 0 | _<sup>a)</sup> | 13.9 |
灰分率(质量%) | 0.15 | 16 | 0.12 |
叩解度降低速度(mL/h) | 360 | - | 275 |
叩解度(mL)/时间(分钟) | 138/120 | - | 270/120 |
糖化后的残渣的残存率(质量%) | 59 | 76 | 66 |
a)异物较多,无法测定
附图标记说明
31、处理槽;32、混合液供给口;33、处理液排出口;43、含臭氧气体供给口;51、混合液;52、处理液;53、含臭氧气体;S36、臭氧处理工序。
Claims (15)
1.一种制造糖化用浆粕纤维的方法,其由使用过的卫生用品的浆粕纤维制造糖化用浆粕纤维,其特征在于,
该方法包含以下各步骤:
准备步骤,在该准备步骤中,准备包括混合液供给口以及配置于比所述混合液供给口靠下方的位置的处理液排出口和配置于比所述混合液供给口靠下方的位置的含臭氧气体供给口的处理槽;
混合液供给步骤,在该混合液供给步骤中,从所述混合液供给口向所述处理槽供给包含源自使用过的卫生用品的高吸收性聚合物和浆粕纤维以及水的混合液;
含臭氧气体供给步骤,在该含臭氧气体供给步骤中,从所述含臭氧气体供给口向所述处理槽内的处理液供给含臭氧气体;
糖化用浆粕纤维形成步骤,在该糖化用浆粕纤维形成步骤中,在所述处理槽内,在使所述高吸收性聚合物和浆粕纤维下降的同时使所述含臭氧气体上升,从而使所述含臭氧气体与所述高吸收性聚合物和浆粕纤维接触,使所述高吸收性聚合物的至少一部分溶解于所述处理液,并且由所述浆粕纤维形成所述糖化用浆粕纤维;以及
处理液排出步骤,在该处理液排出步骤中,从所述处理液排出口排出包含所述糖化用浆粕纤维的所述处理液,
所述糖化用浆粕纤维具有0.1质量%以下的木质素含量。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,
所述糖化用浆粕纤维具有20°以下的水接触角。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,
所述糖化用浆粕纤维具有300mL/h以上的叩解度降低速度。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其中,
在所述糖化用浆粕纤维形成步骤中,从所述含臭氧气体供给口供给作为微米气泡或纳米气泡的所述含臭氧气体。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其中,
所述处理液为酸性。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其中,
该方法还包含非活性化步骤,在该非活性化步骤中,在所述混合液供给步骤之前,利用酸使所述高吸收性聚合物非活性化。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,
所述酸是能够与排泄物所包含的金属离子形成络合物的酸。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其中,
所述糖化用浆粕纤维具有0.65质量%以下的灰分率。
9.根据权利要求1或2所述的方法,其中,
在所述混合液供给步骤中,从所述混合液供给口向所述处理槽以第1流量连续地供给所述混合液,在所述处理液排出步骤中,从所述处理液排出口以第2流量连续地排出所述处理液。
10.根据权利要求1或2所述的方法,其中,
该方法还包含糖化步骤,在该糖化步骤中,在所述处理液排出步骤之后,使所述糖化用浆粕纤维糖化。
11.一种糖化用浆粕纤维水溶液,其具备根据权利要求1~10中任一项所述的制造糖化用浆粕纤维的方法而制造的糖化用浆粕纤维。
12.根据权利要求11所述的糖化用浆粕纤维水溶液,其中,
所述糖化用浆粕纤维具有300mL/h以上的叩解度降低速度。
13.根据权利要求11或12所述的糖化用浆粕纤维水溶液,其中,
所述糖化用浆粕纤维水溶液为酸性。
14.根据权利要求13所述的糖化用浆粕纤维水溶液,其中,
所述糖化用浆粕纤维水溶液包含能够与排泄物所包含的金属离子形成络合物的酸。
15.根据权利要求11或12所述的糖化用浆粕纤维水溶液,其中,
所述糖化用浆粕纤维具有0.65质量%以下的灰分率。
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