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WO2022097645A1 - 分離方法 - Google Patents

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WO2022097645A1
WO2022097645A1 PCT/JP2021/040408 JP2021040408W WO2022097645A1 WO 2022097645 A1 WO2022097645 A1 WO 2022097645A1 JP 2021040408 W JP2021040408 W JP 2021040408W WO 2022097645 A1 WO2022097645 A1 WO 2022097645A1
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WO
WIPO (PCT)
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water
pulp
absorbent polymer
bubble
separation method
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/040408
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
遥奈 門脇
至高 中村
孝義 小西
利夫 平岡
Original Assignee
株式会社Ihi
ユニ・チャーム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Ihi, ユニ・チャーム株式会社 filed Critical 株式会社Ihi
Priority to JP2022560789A priority Critical patent/JPWO2022097645A1/ja
Priority to CN202180072933.XA priority patent/CN116419807A/zh
Priority to EP21889198.4A priority patent/EP4219034A4/en
Publication of WO2022097645A1 publication Critical patent/WO2022097645A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/30—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving mechanical treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/261—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02—Separating plastics from other materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/50—Aspects relating to the use of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/68—Superabsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/02—Froth-flotation processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B2101/00—Type of solid waste
    • B09B2101/65—Medical waste
    • B09B2101/67—Diapers or nappies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • This disclosure relates to the separation method.
  • a general disposable diaper contains a water-absorbent polymer and pulp, and in order to improve the recycling efficiency, it is desired to separate and recover them.
  • Patent Document 1 describes a method for producing recycled fibers by removing the water-absorbing polymer from the fiber containing the water-absorbing polymer.
  • a mixed liquid containing a fiber containing a water-absorbent polymer and water is supplied into a treatment tank having a treatment liquid capable of dissolving the water-absorbent polymer, and the water-absorbent polymer is dissolved and removed.
  • the present invention comprises a step of discharging the treatment liquid containing the obtained fibers to the outside of the treatment tank.
  • recycled fibers can be efficiently produced by dissolving and removing the water-absorbent polymer from the fiber containing the water-absorbent polymer.
  • an object of the present disclosure is to provide a separation method capable of recovering a water-absorbent polymer from a mixture containing a water-absorbent polymer and pulp.
  • the separation method includes a supply step of supplying a bubble containing at least one of nanobubbles and microbubbles to a mixture containing a water-absorbent polymer and pulp.
  • the water-absorbent polymer to which bubbles are attached floats in the mixed liquid containing the water-absorbent polymer and the pulp, and the pulp is settled to recover the water-absorbent polymer separated in the mixed liquid. Includes recovery step.
  • the water-absorbent polymer and pulp are separated.
  • the water-absorbent polymer may float in the mixed solution while maintaining the solid state.
  • the water-absorbent polymer may include a polyacrylic acid salt-based water-absorbent polymer.
  • the average bubble diameter of the bubbles may be 1 nm to 100 ⁇ m.
  • the bubble may contain at least one gas selected from the group consisting of hydrogen, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, air and noble gases.
  • the separation method may further include a sedimentation step of precipitating the pulp in the mixture between the supply step and the recovery step.
  • the separation method may further include a stirring step of stirring the mixture between the feeding step and the settling step.
  • the separation method includes a supply step of supplying a charged bubble to a mixture containing a water-absorbent polymer and pulp.
  • the water-absorbent polymer to which bubbles are attached floats in the mixed liquid containing the water-absorbent polymer and the pulp, and the pulp is settled to recover the water-absorbent polymer separated in the mixed liquid. Includes recovery step.
  • the water-absorbent polymer and pulp are separated.
  • FIG. 1 is a flowchart showing the flow of the separation method according to the present embodiment.
  • the separation method according to this embodiment is a method for separating a water-absorbent polymer and pulp.
  • the separation method is, for example, a method for separating a water-absorbent polymer and pulp from an absorbent article containing the water-absorbent polymer and pulp.
  • absorbent articles include disposable diapers, urine absorbing pads, menstrual napkins, bed sheets, pet sheets and the like.
  • the absorbent article comprises, for example, a water permeable top sheet, a waterproof back sheet, and a water absorbing material disposed between the top sheet and the back sheet.
  • the water-absorbing material contains a water-absorbing polymer and pulp, and can absorb water that has passed through the top sheet.
  • the separation method includes a supply step, S2, and a recovery step S5.
  • the separation method may further include a pretreatment step S1, a stirring step S3, and a settling step S4.
  • Pretreatment step S1 The pretreatment step S1 is performed before the supply step S2.
  • the absorbent article is treated so that the water-absorbent polymer and the pulp can be easily separated in a later step.
  • the water-absorbing material and the material other than the water-absorbing material are separated by at least one of mechanical treatment and chemical treatment, and the separated water-absorbing material is recovered.
  • the mechanical treatment include pulverization and pressurization.
  • the chemical treatment include a chemical treatment in which a chemical is added to dissolve the adhesive. Residues other than the water-absorbent material that could not be completely separated may be attached to the water-absorbent material containing the water-absorbent polymer and pulp obtained in the pretreatment step S1.
  • Bubbles are supplied to the mixture containing the water-absorbent polymer and pulp.
  • the method of supplying the bubbles is not particularly limited, and for example, a bubble liquid in which the bubbles are dispersed in the liquid is prepared, and the bubble liquid is added into a container containing a mixture containing a water-absorbing polymer and pulp. May be good. Further, bubbles may be generated in a mixed liquid containing a water-absorbent polymer, pulp and a liquid.
  • the water-absorbent polymer is, for example, a hydrogel having a three-dimensional network structure formed by cross-linking and capable of absorbing water in the mixed solution.
  • the water-absorbent polymer is at least one selected from the group consisting of, for example, a polyacrylic acid salt type, a polysulfonate type, an anhydrous maleate type, a polyaspartic acid salt type, a polyglutamate type, and a polyarginate type. It may be a polymer of.
  • the water-absorbent polymer preferably contains a polyacrylic acid salt-based water-absorbent polymer. This is because the polyacrylic acid salt-based superabsorbent polymer is generally widely used and can be widely used as a recycling technique.
  • the polyacrylate-based water-absorbent polymer contains, for example, at least one polyacrylate structure selected from the group consisting of sodium polyacrylate, potassium polyacrylate, calcium polyacrylate, and magnesium polyacrylate. It is a water-absorbent polymer.
  • the shape and size of the water-absorbent polymer are not particularly limited, and those having a desired shape and size can be used.
  • Pulp is, for example, an aggregate of cellulose fibers.
  • the pulp includes, for example, at least one pulp selected from the group consisting of wood pulp made from wood, non-wood pulp made from plants other than wood, and recycled pulp made from recycled paper and the like. Pulp can be produced by mechanical treatment, chemical treatment, or a combination thereof.
  • the shape and size of the pulp are not particularly limited, and those having a desired shape and size can be used.
  • Bubbles include at least one of nanobubbles and microbubbles. Such bubbles easily adhere to the water-absorbent polymer, and the water-absorbent polymer can be levitated. Further, the smaller the diameter of such a bubble, the smaller the buoyancy, the easier it is to be held in water, and the less likely it is to disappear due to floating on the water surface.
  • the bubble is not limited to a bubble containing at least one of microbubbles and nanobubbles, and a charged bubble may be used.
  • the average bubble diameter of the bubble is, for example, 1 nm to 100 ⁇ m.
  • the average bubble diameter of the bubble may be smaller than the diameter of the water-absorbing polymer after swelling.
  • the average bubble diameter of the bubbles is, for example, the average value of the diameters of about 100 bubbles measured by image analysis.
  • the gas contained in the bubble is not particularly limited as long as the water-absorbent polymer can be floated in the mixed solution, and for example, hydrogen, nitrogen, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, air, noble gas, methane and the like.
  • Inert gases that do not decompose water-absorbing polymers, such as hydrocarbons and nitrogen oxides such as nitrogen monoxide, can be used.
  • the bubble preferably contains at least one gas selected from the group consisting of hydrogen, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, air and noble gases.
  • the noble gas include helium and argon. These gases are readily available, have low activity, and are resistant to damage to the superabsorbent polymer, making them suitable for recycling superabsorbent polymers.
  • the method of generating a bubble is not particularly limited, and is a swirling liquid flow type, a static mixer type, an ejector type, a cavitation type, a Venturi type, a pressure melting type, a pore type, a rotary type, an ultrasonic type, a steam condensing type, and a type.
  • a known method such as an electrolysis method can be used.
  • Bubbles may be generated directly in a mixture containing a water-absorbent polymer and pulp, or bubbles may be generated in a liquid containing no water-absorbent polymer and pulp to prepare a bubble liquid containing bubbles, and then the bubble liquid. May be added to the mixture containing the water-absorbent polymer and the pulp.
  • recovery step S5 In the recovery step S5, the water-absorbent polymer to which bubbles are attached floats in the mixed liquid containing the water-absorbent polymer and the pulp, and the pulp is settled to recover the water-absorbent polymer separated in the mixed liquid. do.
  • the mixed solution contains a water-absorbent polymer, pulp, and water will be described, but the present embodiment is not limited to such a form. Since general water-absorbent polymers and pulp have a higher specific gravity than water and settle in water even after they absorb water and swell, the difference in specific gravity is used to make use of these specific gravity differences. It is not easy to separate the pulp from the pulp.
  • bubbles containing at least one of microbubbles and nanobubbles selectively adhere to the water-absorbing polymer rather than pulp. Since the apparent specific gravity of the water-absorbent polymer is smaller than that of water due to the adhesion of bubbles, the water-absorbent polymer floats in the mixed liquid. On the other hand, since bubbles are less likely to adhere to the pulp as compared with the water-absorbing polymer, the pulp having a specific density higher than that of water settles in the mixed solution. In this way, the water-absorbent polymer floats in the mixed liquid and the pulp settles in the mixed liquid, so that the water-absorbent polymer and the pulp are separated.
  • the specific gravity of the polyacrylate-based superabsorbent polymer is larger than that of the liquid in the mixed solution.
  • an example of the specific density of sodium polyacrylate is about 1.2 g / cm 3 .
  • the specific gravity of pulp is larger than that of the liquid in the mixed solution.
  • an example of the specific gravity of cellulose is about 1.5 g / cm 3 .
  • the liquid in the mixed liquid is water
  • the density is about 1 g / cm 3
  • the liquid in the mixed liquid may be a liquid other than water.
  • the liquid other than water are not particularly limited as long as the water-absorbent polymer adheres due to the adhesion of bubbles and the pulp settles, but a liquid containing an organic substance such as alcohol may be used.
  • the water-absorbent polymer floats in the mixed solution while maintaining its solid state. This facilitates recovery of the superabsorbent polymer from the container containing the mixed solution.
  • the recovered water-absorbent polymer can be recycled through steps such as cleaning.
  • the solid referred to here also includes a gel. Further, floating in the mixed solution while maintaining the solid state means that the water-absorbent polymer floats in the mixed solution without being dissolved by reducing the molecular weight with an oxidizing agent such as ozone. Therefore, it is preferable that the bubble contains a gas having a smaller ability to decompose the superabsorbent polymer than ozone.
  • the pH of the mixed solution is not particularly limited as long as the water-absorbent polymer and pulp can be separated. From the viewpoint of increasing the recovery rate of the water-absorbent polymer, the pH of the mixed solution is preferably 2.5 to 11. The pH of the mixture may be 6 or higher. Further, the pH of the mixed solution may be 8 or less. The pH of the mixed solution can be adjusted by adding citric acid, sodium hydroxide and the like to the above liquid.
  • the water-absorbent polymer floats in the mixed liquid, so that the water-absorbent polymer can be easily recovered from the container containing the mixed liquid.
  • the method for recovering the water-absorbent polymer is not particularly limited, and for example, the water-absorbent polymer floating on the liquid surface of the mixed liquid may be taken out from the container and recovered by tilting the container containing the mixed liquid. Further, the water-absorbent polymer floating on the liquid surface of the mixed solution may be scooped out and the water-absorbent polymer may be recovered from the container.
  • the recovery step S5 not only the water-absorbent polymer but also the precipitated pulp may be recovered.
  • the method for recovering the pulp is not particularly limited, and for example, the pulp may be sucked out from the bottom of the container containing the mixed solution to recover the pulp. Further, after removing the pulp and liquid above the precipitated pulp from the container, the pulp remaining at the bottom of the container may be recovered.
  • the recovered pulp may be decomposed and removed from a trace amount of water-absorbing polymer adhering to the pulp by adding an oxidizing agent such as ozone.
  • (Settling step S4) In the settling step S4, the pulp in the mixed solution is settled between the supply step S2 and the recovery step S5. Pulp has a higher specific density than water, and bubbles that cause the pulp to float are less likely to adhere to the surface of the pulp. Therefore, the pulp tends to settle in the mixed solution.
  • the method for sedimenting the pulp is not particularly limited, and the pulp can be sedimented by a known method. As described above, since the specific gravity of pulp is higher than that of water, for example, the pulp can be settled by stopping the generation of bubbles and resting.
  • stirring step S3 In the stirring step S3, the mixed liquid is stirred between the supply step S2 and the settling step S4.
  • the bubbles adhere to the water-absorbent polymer while the entanglement between the water-absorbent polymer and the pulp is disentangled.
  • pulp that exists in the levitation path of the water-absorbent polymer and inhibits the levitation of the water-absorbent polymer can be moved.
  • the water-absorbent polymer floats and the pulp tends to settle, so that the separation between the water-absorbent polymer and the pulp can be promoted.
  • the method of stirring the mixture is not particularly limited, and a known method can be used for stirring.
  • the mixture may be stirred using, for example, a stirrer, a glass rod, or the like.
  • the mixed liquid may be stirred, for example, by shaking the container containing the mixed liquid.
  • the separation method includes a supply step S2 for supplying a bubble containing at least one of nanobubbles and microbubbles to a mixture containing a water-absorbent polymer and pulp.
  • the water-absorbent polymer to which bubbles are attached floats in the mixed liquid containing the water-absorbent polymer and the pulp, and the pulp is settled to recover the water-absorbent polymer separated in the mixed liquid.
  • the recovery step S5 is included. In the separation method, the water-absorbent polymer and pulp are separated.
  • the separation method includes a supply step S2 for supplying a charged bubble to a mixture containing a water-absorbent polymer and pulp.
  • the water-absorbent polymer to which bubbles are attached floats in the mixed liquid containing the water-absorbent polymer and the pulp, and the pulp is settled to recover the water-absorbent polymer separated in the mixed liquid.
  • the recovery step S5 is included. In the separation method, the water-absorbent polymer and pulp are separated.
  • the water-absorbent polymer can be recovered from the mixture containing the water-absorbent polymer and pulp.
  • Example 1 (Preparation of bubble water) First, bubble water was prepared. Specifically, first, 1 L of ion-exchanged water was placed in a pressurized container (Unicontrols, TA90N). Next, nitrogen was sent from the gas cylinder to the pressurized container at 0.2 MPa, and the container was shaken manually. The nitrogen inlet pipe was closed and bubble water containing at least one of nanobubbles and microbubbles was poured from the pressurized vessel into an empty beaker.
  • a pressurized container Unicontrols, TA90N
  • nitrogen was sent from the gas cylinder to the pressurized container at 0.2 MPa, and the container was shaken manually.
  • the nitrogen inlet pipe was closed and bubble water containing at least one of nanobubbles and microbubbles was poured from the pressurized vessel into an empty beaker.
  • the mixture containing the water-absorbent polymer, pulp, and bubble water was stirred with a spatula 10 times and allowed to stand for about 3 minutes.
  • the beaker was tilted to collect the upper layer and the lower layer, and the liquid collected from each layer was suction-filtered, and the obtained sample was air-dried and weighed.
  • the mass of the upper layer after drying is divided by the mass of the first added water-absorbent polymer (30 mg), and the mass of the lower layer after drying is divided by the mass of the first added pulp (70 mg).
  • the recovery rate was calculated. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 In the separation test, the water-absorbent polymer and pulp were swollen with ion-exchanged water, 100 mg of citric acid was added so that the concentration of citric acid was about 1% by mass, and the mixture was stirred for 30 seconds. Other than this, the recovery rate of each layer was calculated in the same manner as in Example 1.
  • Example 3 (Preparation of bubble water) First, bubble water was prepared. Specifically, first, 300 mL of a NaOH aqueous solution having a pH of 13.5 was placed in a pressurized container (Unicontrols, TA90N). Next, nitrogen was sent from the gas cylinder to the pressurized container at 0.2 MPa, and the container was shaken manually. The nitrogen inlet pipe was closed and bubble water containing at least one of nanobubbles and microbubbles was poured from the pressurized vessel into an empty beaker.
  • a pressurized container Unicontrols, TA90N
  • Example 4 (Preparation of bubble water) First, 1.5 L of ion-exchanged water was placed in a beaker. Next, using a microbubble generator (AURA TEC: OM4-MDG-045), bubbling with air until the water in the beaker becomes white and bubbles appear on the liquid surface, and at least one of nanobubbles and microbubbles is blown. Bubble water containing was prepared. The average bubble diameter of the bubbles when the cumulative value of the particle size distribution based on the number is 50%, which is measured by the laser diffraction / scattering method, is about 1 ⁇ m.
  • AURA TEC OM4-MDG-045
  • Example 5 In the separation test, after swelling the water-absorbent polymer and pulp with ion-exchanged water, 200 mg of citric acid was added so that the concentration of citric acid was about 1% by mass, and the mixture was stirred for 30 seconds. Other than this, the recovery rate of each layer was calculated in the same manner as in Example 4.
  • Example 6 First, 1 L of ion-exchanged water was placed in a beaker. Next, using a microbubble generator (AURA TEC: OM4-MDG-045), bubbling is performed until the water in the beaker becomes white and bubbles appear on the liquid surface, and bubbles containing at least one of nanobubbles and microbubbles are generated. Water was prepared. The average bubble diameter of the bubbles when the cumulative value of the particle size distribution based on the number is 50%, which is measured by the laser diffraction / scattering method, is about 1 ⁇ m. Next, 200 mL of the above bubble water was added to a beaker containing 100 mL of a 1.78 g / L NaOH aqueous solution to prepare bubble water consisting of a pH 12.3 NaOH aqueous solution.
  • AURA TEC OM4-MDG-045
  • Example 7 (Preparation of bubble water) First, 1 L of ion-exchanged water was placed in a beaker. Next, using a microbubble generator (Fresh by Design, PY101CF-E), bubbling with nitrogen gas in a gas cylinder was performed to prepare bubble water containing at least one of nanobubbles and microbubbles.
  • a microbubble generator Frash by Design, PY101CF-E
  • Example 8 In the separation test, after swelling the water-absorbent polymer and pulp with ion-exchanged water, 200 mg of citric acid was added so that the concentration of citric acid was about 1% by mass, and the mixture was stirred for 30 seconds. Other than this, the recovery rate of each layer was calculated in the same manner as in Example 7.
  • bubbles containing at least one of microbubbles and nanobubbles were generated using three types of fine bubble generating devices.
  • the bubbles selectively adhered to the water-absorbent polymer, the water-absorbent polymer floated in the mixed solution, and the pulp settled on the bottom of the beaker due to its own weight, so that the water-absorbent polymer was mainly used. It was separated into an upper layer as a component and a lower layer containing pulp as a main component. Since the water-absorbent polymer was separated from the pulp and floated, the water-absorbent polymer could be easily recovered.
  • the visual bubble generation density differs depending on the fine bubble generating device, and the higher the bubble density, the higher the recovery rate of the water-absorbing polymer.
  • the superabsorbent polymer was separated into upper and lower layers under any of acidic, neutral, and basic conditions, but the recovery rate of the water-absorbing polymer was higher in the acidic and neutral conditions than in the basic conditions. ..
  • Comparative Examples 1 to 3 bubbles having an average bubble diameter of more than 1 mm were generated, but neither the water-absorbent polymer nor the pulp floated in the mixed solution and settled to the bottom of the beaker due to its own weight. The water-absorbent polymer could not be recovered. In Comparative Examples 1 to 3, it is considered that the bubbles having an average bubble diameter of more than 1 mm were difficult to adhere to both the water-absorbent polymer and the pulp.
  • the reason why bubbles adhere to the water-absorbent polymer more than pulp is as follows. That is, the water-absorbent polymer such as the above-mentioned polyacrylic acid salt-based water-absorbent polymer has a high degree of ionization, and is formed by a carboxylate ion (R - COO-) formed in a liquid and a counterion having a positive charge. It is believed that an electric double layer is formed. On the other hand, pulp has a smaller degree of ionization than a water-absorbing polymer.
  • the bubble containing at least one of the microbubbles and the nanobubbles has a negative zeta potential, it is considered that the bubble adheres to the water-absorbent polymer in which more counterions are formed than the pulp and levitates the water-absorbent polymer. ..
  • pulp has a small positive charge and bubbles are difficult to adhere to it, so it is considered that the pulp has settled due to its own weight.
  • the present embodiment is not limited to the above mechanism, but based on the above mechanism, the present embodiment is not limited to a bubble containing at least one of microbubbles and nanobubbles, and the same effect can be obtained even with a charged bubble. It is estimated that.

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Abstract

分離方法は、吸水性高分子とパルプとを含む混合物にナノバブル及びマイクロバブルの少なくともいずれか一方を含むバブルを供給する供給工程（Ｓ２）を含む。分離方法は、吸水性高分子とパルプとを含む混合液内において、バブルが付着した吸水性高分子が浮上し、パルプが沈降することによって混合液内で分離された吸水性高分子を回収する回収工程（Ｓ５）を含む。分離方法では、吸水性高分子とパルプとを分離する。

Description

分離方法
　本開示は、分離方法に関する。
　近年、使用済み紙おむつ等の衛生用品のリサイクルが試みられている。衛生用品を焼却せずにリサイクルすることにより、資源を有効に活用できるとともに、焼却した場合に発生する二酸化炭素の量を低減することができる。一般的な紙おむつは、吸水性高分子とパルプとを含んでおり、リサイクル効率を向上させるためには、これらを分離して回収することが望まれている。
　衛生用品をリサイクルするための技術として、特許文献１には、吸水性高分子を含む繊維から、吸水性高分子を除去して、リサイクル繊維を製造する方法が記載されている。この方法は、吸水性高分子を含む繊維と水とを含有する混合液を、吸水性高分子を溶解可能な処理液を有する処理槽の中に供給しつつ、吸水性高分子が溶解及び除去された繊維を含有する処理液を、処理槽の外に排出する工程、を備える。
国際公開第２０１９／００３６５７号
　特許文献１によれば、吸水性高分子を含む繊維から、吸水性高分子を溶解及び除去して、リサイクル繊維を効率よく製造することができる。しかしながら、繊維だけでなく、吸水性高分子も分離して回収することがリサイクルの観点から好ましい。
　そこで、本開示は、吸水性高分子とパルプとを含む混合物から吸水性高分子を回収可能な分離方法を提供することを目的とする。
　本開示に係る分離方法は、吸水性高分子とパルプとを含む混合物にナノバブル及びマイクロバブルの少なくともいずれか一方を含むバブルを供給する供給工程を含む。分離方法は、吸水性高分子とパルプとを含む混合液内において、バブルが付着した吸水性高分子が浮上し、パルプが沈降することによって混合液内で分離された吸水性高分子を回収する回収工程を含む。分離方法では、吸水性高分子とパルプとを分離する。
　吸水性高分子は固体の状態を保ったまま混合液内を浮上してもよい。吸水性高分子はポリアクリル酸塩系吸水性高分子を含んでもよい。バブルの平均気泡径は１ｎｍ～１００μｍであってもよい。バブルは水素、窒素、酸素、二酸化炭素、空気及び貴ガスからなる群より選択される少なくとも１以上の気体を含んでもよい。分離方法は供給工程と回収工程との間において混合液中のパルプを沈降させる沈降工程をさらに含んでもよい。分離方法は供給工程と沈降工程との間おいて混合液を撹拌する撹拌工程をさらに含んでもよい。
　本開示に係る分離方法は、吸水性高分子とパルプとを含む混合物に電荷を帯びたバブルを供給する供給工程を含む。分離方法は、吸水性高分子とパルプとを含む混合液内において、バブルが付着した吸水性高分子が浮上し、パルプが沈降することによって混合液内で分離された吸水性高分子を回収する回収工程を含む。分離方法では、吸水性高分子とパルプとを分離する。
　本開示によれば、吸水性高分子とパルプとを含む混合物から吸水性高分子を回収可能な分離方法を提供することができる。
図１は、本実施形態に係る分離方法の流れを示すフローチャートである。
　以下、いくつかの例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
　本実施形態に係る分離方法は、吸水性高分子とパルプとを分離する方法である。当該分離方法は、例えば、吸水性高分子とパルプとを含む吸収性物品から、吸水性高分子とパルプとを分離する方法である。このような吸収性物品としては、例えば、紙おむつ、尿取りパッド、生理用ナプキン、ベッドシート、及びペットシートなどが挙げられる。吸収性物品は、例えば、透水性のトップシートと、防水性のバックシートと、トップシートとバックシートとの間に配置された吸水材と、を備える。吸水材は、吸水性高分子とパルプとを含んでおり、トップシートを透過した水を吸水することができる。
　分離方法は、図１に示すように、供給工程とＳ２、回収工程Ｓ５とを含む。分離方法は、前処理工程Ｓ１と、撹拌工程Ｓ３と、沈降工程Ｓ４とをさらに含んでいてもよい。
　（前処理工程Ｓ１）
　前処理工程Ｓ１は、供給工程Ｓ２の前に実施される。前処理工程Ｓ１では、後の工程で吸水性高分子とパルプとが容易に分離できるように吸収性物品を処理する。前処理工程Ｓ１では、機械的処理及び化学的処理の少なくともいずれか一方によって、吸水材と吸水材以外の材料とに分離し、分離された吸水材を回収する。機械的処理としては、例えば、粉砕、加圧などが挙げられる。化学的処理としては、例えば、薬剤を添加して接着剤を溶解する薬剤処理等が挙げられる。前処理工程Ｓ１で得られた吸水性高分子とパルプとを含む吸水材には、分離しきれなかった吸水材以外の残留物が付着していてもよい。
　（供給工程Ｓ２）
　供給工程Ｓ２では、吸水性高分子とパルプとを含む混合物にバブルを供給する。バブルを供給する方法は特に限定されず、例えば、液体中にバブルが分散されたバブル液を作製し、吸水性高分子とパルプとを含む混合物が収容された容器内にバブル液を添加してもよい。また、吸水性高分子とパルプと液体とを含む混合液にバブルを発生させてもよい。
　吸水性高分子は、例えば、架橋によって形成された三次元の網目構造を有しており、混合液中の水を吸水することができるヒドロゲルである。吸水性高分子は、例えば、ポリアクリル酸塩系、ポリスルホン酸塩系、無水マレイン酸塩系、ポリアスパラギン酸塩系、ポリグルタミン酸塩系、及びポリアルギン酸塩系からなる群より選択される少なくとも一種の高分子であってもよい。
　吸水性高分子はポリアクリル酸塩系吸水性高分子を含むことが好ましい。ポリアクリル酸塩系吸水性高分子は、一般的に広く用いられ、リサイクル技術として広く使えるためである。ポリアクリル酸塩系吸水性高分子は、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウム、ポリアクリル酸カルシウム、及びポリアクリル酸マグネシウムからなる群より選択される少なくとも１つのポリアクリル酸塩構造を含む吸水性高分子である。吸水性高分子の形状及び大きさは、特に限定されず、所望の形状及び大きさのものを用いることができる。
　パルプは、例えば、セルロース繊維の集合体である。パルプは、例えば、木材を原料とする木材パルプ、木材以外の植物を原料とする非木材パルプ、及び古紙などを原料とする再生パルプからなる群より選択される少なくとも１つのパルプを含む。パルプは、機械的処理、化学的処理、又はこれらの組み合わせによって製造することができる。パルプの形状及び大きさは特に限定されず、所望の形状及び大きさのものを用いることができる。
　バブルはナノバブル及びマイクロバブルの少なくともいずれか一方を含む。このようなバブルは、吸水性高分子に付着しやすく、吸水性高分子を浮上させることができる。また、このようなバブルは、その直径が小さくなるほど浮力が小さくなり、水中で保持されやすく、水面に浮上することによる消失が起こりにくい。ただし、本実施形態では、マイクロバブル及びナノバブルの少なくともいずれか一方を含むバブルに限定されず、電荷を帯びたバブルを使用してもよい。
　バブルの平均気泡径は、例えば１ｎｍ～１００μｍである。バブルの平均気泡径をこのような範囲とすることにより、バブルを吸水性高分子に付着させ、吸水性高分子を浮上させやすくすることができる。バブルの平均気泡径は、膨潤後の吸水性高分子の径よりも小さくてもよい。バブルの平均気泡径は、例えば、画像解析によって計測した１００個程度のバブルの直径の平均値である。
　バブルに含まれる気体は、吸水性高分子を混合液内で浮上させることができれば特に限定されず、例えば、水素、窒素、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、空気、貴ガス、メタンのような炭化水素、及び一酸化窒素のような窒素酸化物など、吸水性高分子を分解しない不活性ガスを使用することができる。これらのなかでも、バブルは、水素、窒素、酸素、二酸化炭素、空気及び貴ガスからなる群より選択される少なくとも１以上の気体を含んでいることが好ましい。貴ガスとしては、例えばヘリウム及びアルゴンなどが挙げられる。これらの気体は、容易に入手可能であり、活性が低くて吸水性高分子が損傷しにくいため、吸水性高分子のリサイクルに適している。
　バブルを発生させる方法は特に限定されず、旋回液流式、スタティックミキサー式、エジェクター式、キャビテーション式、ベンチュリー式、加圧溶解式、細孔式、回転式、超音波式、蒸気凝縮式、及び電気分解式など、公知の方法を用いることができる。バブルは吸水性高分子とパルプとを含む混合液に直接発生させてもよく、吸水性高分子とパルプとを含まない液体中にバブルを発生させてバブルを含むバブル液を作製した後にバブル液を吸水性高分子とパルプとを含む混合物に添加してもよい。
　（回収工程Ｓ５）
　回収工程Ｓ５では、吸水性高分子とパルプとを含む混合液内において、バブルが付着した吸水性高分子が浮上し、パルプが沈降することによって混合液内で分離された吸水性高分子を回収する。なお、混合液が吸水性高分子とパルプと水とを含む例について説明するが、本実施形態はこのような形態に限定されない。一般的な吸水性高分子及びパルプは、水よりも比重が大きく、これらが水を吸収して膨潤した後であっても水中で沈降するため、これらの比重差を利用して吸水性高分子とパルプとを分離することは容易ではない。しかしながら、マイクロバブル及びナノバブルの少なくともいずれか一方を含むバブルは、パルプよりも吸水性高分子に選択的に付着する。吸水性高分子は、バブルの付着によって見かけの比重が水より小さくなるため、混合液内を浮上する。一方、パルプには吸水性高分子と比較してバブルが付着しにくいため、水よりも比重の大きいパルプは混合液内で沈降する。このように、吸水性高分子は混合液内を浮上し、パルプは混合液内に沈降するため、吸水性高分子と、パルプとが分離される。
　ポリアクリル酸塩系吸水性高分子の比重は、上述の通り、混合液中の液体よりも大きく、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムの比重の一例は１．２ｇ／ｃｍ３程度である。また、パルプの比重は、上述の通り、混合液中の液体よりも大きく、例えば、セルロースの比重の一例は１．５ｇ／ｃｍ３程度である。本実施形態では、混合液中の液体は水であるため、密度は約１ｇ／ｃｍ３であるが、混合液中の液体は水以外の液体であってもよい。水以外の液体の例としては、バブルの付着によって吸水性高分子が付着し、パルプが沈降すれば特に限定されないが、例えば、アルコールなどのような有機物を含む液体であってもよい。
　吸水性高分子は固体の状態を保ったまま混合液内を浮上する。これにより、混合液が収容された容器から吸水性高分子を回収することが容易になる。回収した吸水性高分子は、洗浄などの工程を経てリサイクルすることができる。なお、ここでいう固体にはゲルも含まれる。また、固体の状態を保ったまま混合液内を浮上するとは、吸水性高分子がオゾンのような酸化剤で低分子量化して溶解せずに混合液内を浮上することを意味する。したがって、バブルは、吸水性高分子を分解する能力がオゾンよりも小さい気体を含むことが好ましい。
　混合液のｐＨは、吸水性高分子とパルプとを分離することができれば特に限定されない。吸水性高分子の回収率を高くする観点からは、混合液のｐＨは２．５～１１とすることが好ましい。混合液のｐＨは６以上であってもよい。また、混合液のｐＨは８以下であってもよい。混合液のｐＨは、上記液体にクエン酸及び水酸化ナトリウムなどを添加することによって調整することができる。
　上記の通り、本実施形態では、吸水性高分子が混合液内を浮上することによって吸水性高分子を混合液が収容された容器から容易に回収することができる。吸水性高分子を回収する方法は特に限定されず、例えば、混合液を収容した容器を傾けて混合液の液面に浮上した吸水性高分子を容器から取り出して回収してもよい。また、混合液の液面に浮上した吸水性高分子をすくい出して容器から吸水性高分子を回収してもよい。
　回収工程Ｓ５では、吸水性高分子だけでなく、沈殿したパルプを回収してもよい。パルプを回収する方法は特に限定されず、例えば、混合液を収容する容器の底部からパルプを吸い出してパルプを回収してもよい。また、沈殿したパルプよりも上層のパルプ及び液体を、容器から取り出した後、容器の底部に残るパルプを回収してもよい。回収したパルプは、オゾンなどの酸化剤を添加することにより、パルプに付着した微量の吸水性高分子を分解及び除去してよい。
　（沈降工程Ｓ４）
　沈降工程Ｓ４では、供給工程Ｓ２と回収工程Ｓ５との間において混合液中のパルプを沈降させる。パルプは、水よりも比重が大きく、パルプを浮上させるほどのバブルはパルプの表面に付着しにくい。そのため、パルプは、混合液内で沈降しやすい。パルプを沈降させる方法は特に限定されず、公知の方法によってパルプを沈降させることができる。上述の通り、パルプの比重は水よりも大きいため、例えば、バブルの発生を停止させて静止することにより、パルプを沈降させることができる。
　（撹拌工程Ｓ３）
　撹拌工程Ｓ３では、供給工程Ｓ２と沈降工程Ｓ４との間において混合液を撹拌する。混合液をバブルの存在下で撹拌することにより、吸水性高分子とパルプとの絡み合いがほぐれながらバブルが吸水性高分子に付着する。また、吸水性高分子の浮上経路に存在して吸水性高分子の浮上を阻害するパルプを移動させることができる。これにより、吸水性高分子が浮上し、パルプが沈降しやすくなるため、吸水性高分子とパルプとの分離を促進させることができる。混合液を撹拌する方法は特に限定されず、公知の方法で撹拌することができる。混合液は、例えば、スターラー、及びガラス棒等を用いて撹拌してもよい。また、混合液は、例えば混合液を収容する容器を振とうすることにより撹拌してもよい。
　以上の通り、本実施形態に係る分離方法は、吸水性高分子とパルプとを含む混合物にナノバブル及びマイクロバブルの少なくともいずれか一方を含むバブルを供給する供給工程Ｓ２を含む。分離方法は、吸水性高分子とパルプとを含む混合液内において、バブルが付着した吸水性高分子が浮上し、パルプが沈降することによって混合液内で分離された吸水性高分子を回収する回収工程Ｓ５を含む。分離方法では、吸水性高分子とパルプとを分離する。
　また、本実施形態に係る分離方法は、吸水性高分子とパルプとを含む混合物に電荷を帯びたバブルを供給する供給工程Ｓ２を含む。分離方法は、吸水性高分子とパルプとを含む混合液内において、バブルが付着した吸水性高分子が浮上し、パルプが沈降することによって混合液内で分離された吸水性高分子を回収する回収工程Ｓ５を含む。分離方法では、吸水性高分子とパルプとを分離する。
　したがって、本実施形態に係る分離方法によれば、吸水性高分子とパルプとを含む混合物から吸水性高分子を回収することができる。
　以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。
　［実施例１］
　（バブル水の調製）
　まず、バブル水を調製した。具体的には、まず、加圧容器（Ｕｎｉｃｏｎｔｒｏｌｓ，ＴＡ９０Ｎ）にイオン交換水１Ｌを入れた。次に、加圧容器にガスボンベから窒素を０．２ＭＰａで送り込み、容器を手動で振とうした。窒素の入口配管を閉じ、ナノバブル及びマイクロバブルの少なくともいずれか一方を含むバブル水を加圧容器から空のビーカーに注いだ。
　（分離試験）
　次に、分離試験を実施した。具体的には、まず、ポリアクリル酸ナトリウム製の吸水性高分子３０ｍｇ（０．３質量％）及びセルロース製のパルプ７０ｍｇ（０．７質量％）にイオン交換水を１０ｍＬ加えて１分撹拌し、吸水性高分子及びパルプを膨潤させた。次に、上記のようにして得られたバブル水２００ｍＬを、膨潤させた吸水性高分子及びパルプに添加した。
　吸水性高分子、パルプ、及びバブル水を含む混合液を薬さじで１０回撹拌し、約３分静置した。次に、手動でビーカーを軽く振とうさせた後、ビーカーを傾けて上層と下層を採取し、それぞれの層から採取した液を吸引ろ過し、得られた採取物を風乾及び秤量した。そして、乾燥後の上層の質量を最初に添加した吸水性高分子の質量（３０ｍｇ）で除し、乾燥後の下層の質量を最初に添加したパルプの質量（７０ｍｇ）で除することで各層の回収率を算出した。結果を表１に示す。
　［実施例２］
　分離試験において、吸水性高分子及びパルプをイオン交換水で膨潤させた後、クエン酸の濃度が約１質量％となるようにクエン酸１００ｍｇを加えて３０秒間撹拌した。これ以外は、実施例１と同様にして各層の回収率を算出した。
　［実施例３］
　（バブル水の調製）
　まず、バブル水を調製した。具体的には、まず、加圧容器（Ｕｎｉｃｏｎｔｒｏｌｓ，ＴＡ９０Ｎ）にｐＨ１３．５のＮａＯＨ水溶液３００ｍＬを入れた。次に、加圧容器にガスボンベから窒素を０．２ＭＰａで送り込み、容器を手動で振とうした。窒素の入口配管を閉じ、ナノバブル及びマイクロバブルの少なくともいずれか一方を含むバブル水を加圧容器から空のビーカーに注いだ。
　（分離試験）
　次に、分離試験を実施した。具体的には、まず、吸水性高分子３０ｍｇ（０．３質量％）及びパルプ７０ｍｇ（０．７質量％）にイオン交換水を１０ｍＬ加えて１分撹拌し、吸水性高分子及びパルプを膨潤させた。次に、上記のようにして得られたバブル水３００ｍＬを混合液に添加した。これ以外は、実施例１と同様にして各層の回収率を算出した。
　［実施例４］
　（バブル水の調製）
　まず、ビーカーにイオン交換水１．５Ｌを入れた。次に、マイクロバブル発生装置（ＡＵＲＡ　ＴＥＣ：ＯＭ４－ＭＤＧ－０４５）を用いて、ビーカー内の水が白くなり液面に泡が出るまで空気でバブリングし、ナノバブル及びマイクロバブルの少なくともいずれか一方を含むバブル水を調製した。なお、レーザ回折・散乱法により測定される、個数基準における粒度分布の累積値が５０％の場合のバブルの平均気泡径は、約１μｍである。
　（分離試験）
　次に、分離試験を実施した。具体的には、まず、吸水性高分子６０ｍｇ（０．３質量％）及びパルプ１４０ｍｇ（０．７質量％）にイオン交換水を２０ｍＬ加えて１分撹拌し、吸水性高分子及びパルプを膨潤させた。次に、上記のようにして得られたバブル水１５０ｍＬを膨潤させた吸水性高分子及びパルプに添加した。これ以外は、実施例１と同様にして各層の回収率を算出した。
　［実施例５］
　分離試験において、吸水性高分子及びパルプをイオン交換水で膨潤させた後、クエン酸の濃度が約１質量％となるようにクエン酸２００ｍｇを加えて３０秒間撹拌した。これ以外は、実施例４と同様にして各層の回収率を算出した。
　［実施例６］
　まず、ビーカーにイオン交換水１Ｌを入れた。次に、マイクロバブル発生装置（ＡＵＲＡ　ＴＥＣ：ＯＭ４－ＭＤＧ－０４５）を用いて、ビーカー内の水が白くなり液面に泡が出るまでバブリングし、ナノバブル及びマイクロバブルの少なくともいずれか一方を含むバブル水を調製した。なお、レーザ回折・散乱法により測定される、個数基準における粒度分布の累積値が５０％の場合のバブルの平均気泡径は、約１μｍである。次に、１．７８ｇ／ＬのＮａＯＨ水溶液１００ｍＬを入れたビーカーに、上記バブル水を２００ｍＬ加え、ｐＨ１２．３のＮａＯＨ水溶液からなるバブル水を作製した。
　次に、分離試験を実施した。具体的には、まず、吸水性高分子６０ｍｇ（０．３質量％）及びパルプ１４０ｍｇ（０．７質量％）にイオン交換水を２０ｍＬ加えて１分撹拌し、吸水性高分子及びパルプを膨潤させた。次に、上記のようにして得られたｐＨ１２．３のバブル水３００ｍＬを膨潤させた吸水性高分子及びパルプに添加した。これ以外は、実施例４と同様にして各層の回収率を算出した。
　［実施例７］
　（バブル水の調製）
　まず、ビーカーにイオン交換水１Ｌを入れた。次に、マイクロバブル発生装置（Ｆｒｅｓｈ　ｂｙ　Ｄｅｓｉｇｎ，ＰＹ１０１ＣＦ－Ｅ）を用いて、ガスボンベの窒素ガスでバブリングし、ナノバブル及びマイクロバブルの少なくともいずれか一方を含むバブル水を調製した。
　次に、分離試験を実施した。具体的には、まず、吸水性高分子６０ｍｇ（０．３質量％）及びパルプ１４０ｍｇ（０．７質量％）にイオン交換水を２０ｍＬ加えて１分撹拌し、吸水性高分子及びパルプを膨潤させた。次に、上記のようにして得られたバブル水１５０ｍＬを膨潤させた吸水性高分子及びパルプに添加した。これ以外は、実施例１と同様にして各層の回収率を算出した。
　［実施例８］
　分離試験において、吸水性高分子及びパルプをイオン交換水で膨潤させた後、クエン酸の濃度が約１質量％となるようにクエン酸２００ｍｇを加えて３０秒間撹拌した。これ以外は、実施例７と同様にして各層の回収率を算出した。
　［比較例１］
　まず、吸水性高分子６０ｍｇ（０．３質量％）及びパルプ１４０ｍｇ（０．７質量％）にイオン交換水を２０ｍＬ加えて１分撹拌し、吸水性高分子及びパルプを膨潤させた。次に、イオン交換水２００ｍＬを膨潤させた吸水性高分子及びパルプにさらに添加し、この混合液内に平均気泡径１ｍｍ超のバブルをバブリングにより発生させた。これ以外は、実施例１と同様にして各層の回収率を算出した。
　［比較例２］
　分離試験において、吸水性高分子及びパルプをイオン交換水で膨潤させた後、クエン酸の濃度が約１質量％となるようにクエン酸２００ｍｇを加えて３０秒間撹拌した。これ以外は、比較例１と同様にして各層の回収率を算出した。
　［比較例３］
　分離試験において、吸水性高分子及びパルプをイオン交換水で膨潤させた後、実施例６で得られたｐＨ１２．３のバブル水２００ｍＬを膨潤させた吸水性高分子及びパルプにさらに添加し、この混合液内に平均気泡径１ｍｍ超のバブルをバブリングにより発生させた。これ以外は、比較例１と同様にして各層の回収率を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１～実施例８では、３種類の微細気泡発生機器を用いてマイクロバブル及びナノバブルの少なくともいずれか一方を含むバブルを発生させた。その結果、いずれの場合も、バブルが吸水性高分子に選択的に付着して吸水性高分子が混合液内を浮上し、パルプが自重によってビーカーの底部に沈降したため、吸水性高分子を主成分とする上層と、パルプを主成分とする下層とに分離した。吸水性高分子はパルプと分離されて浮上したため、吸水性高分子を容易に回収することができた。微細気泡発生機器によって目視によるバブルの発生密度が異なっており、バブルの密度が高いほど、吸水性高分子の回収率が高かった。また、酸性、中性、及び塩基性のいずれの条件下であっても上層と下層に分離したが、塩基性条件よりも酸性及び中性条件の方が吸水性高分子の回収率が高かった。
　一方、比較例１～比較例３では、平均気泡径１ｍｍ超のバブルを発生させたが、吸水性高分子及びパルプのいずれも混合液内を浮上せず、自重によってビーカーの底部に沈降したため、吸水性高分子を回収することができなかった。比較例１～比較例３では、平均気泡径１ｍｍ超のバブルは、吸水性高分子及びパルプのいずれにも付着しにくかったと考えられる。
　バブルがパルプよりも吸水性高分子に多く付着する理由は以下の理由によるものと推定される。すなわち、上述したポリアクリル酸塩系吸水性高分子などの吸水性高分子は電離度が高く、液体中で形成されたカルボキシレートイオン（Ｒ－ＣＯＯ－）と正の電荷を有する対イオンとによって電気二重層が形成されると考えられる。一方、パルプは、吸水性高分子よりも電離度が小さい。マイクロバブル及びナノバブルの少なくともいずれか一方を含むバブルは、マイナスのゼータ電位を有するため、パルプよりも対イオンが多く形成される吸水性高分子に付着し、吸水性高分子を浮上させたと考えられる。一方、パルプは正の電荷が少なく、バブルが付着しにくいため、自重によって沈降したと考えられる。なお、本実施形態は上記メカニズムに限定されないが、上記メカニズムに基づけば、マイクロバブル及びナノバブルの少なくともいずれか一方を含むバブルに限定されず、電荷を帯びたバブルであっても同様の効果を奏すると推定される。
　特願２０２０－１８４２０７号（出願日：２０２０年１１月４日）の全内容は、ここに援用される。
　いくつかの実施形態を説明したが、上記開示内容に基づいて実施形態の修正又は変形をすることが可能である。上記実施形態のすべての構成要素、及び請求の範囲に記載されたすべての特徴は、それらが互いに矛盾しない限り、個々に抜き出して組み合わせてもよい。
　Ｓ１　前処理工程
　Ｓ２　供給工程
　Ｓ３　撹拌工程
　Ｓ４　沈降工程
　Ｓ５　回収工程

Claims (8)

  1. 　吸水性高分子とパルプとを含む混合物にナノバブル及びマイクロバブルの少なくともいずれか一方を含むバブルを供給する供給工程と、
    　前記吸水性高分子と前記パルプとを含む混合液内において、前記バブルが付着した前記吸水性高分子が浮上し、前記パルプが沈降することによって前記混合液内で分離された前記吸水性高分子を回収する回収工程と、
    　を含む、
    　前記吸水性高分子と前記パルプとを分離する、分離方法。
  2. 　前記吸水性高分子は固体の状態を保ったまま前記混合液内を浮上する、請求項１に記載の分離方法。
  3. 　前記吸水性高分子はポリアクリル酸塩系吸水性高分子を含む、請求項１又は２に記載の分離方法。
  4. 　前記バブルの平均気泡径は１ｎｍ～１００μｍである、請求項１～３のいずれか一項に記載の分離方法。
  5. 　前記バブルは水素、窒素、酸素、二酸化炭素、空気及び貴ガスからなる群より選択される少なくとも１以上の気体を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の分離方法。
  6. 　前記供給工程と前記回収工程との間において前記混合液中の前記パルプを沈降させる沈降工程をさらに含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の分離方法。
  7. 　前記供給工程と前記沈降工程との間おいて前記混合液を撹拌する撹拌工程をさらに含む、請求項６に記載の分離方法。
  8. 　吸水性高分子とパルプとを含む混合物に電荷を帯びたバブルを供給する供給工程と、
    　前記吸水性高分子と前記パルプとを含む混合液内において、前記バブルが付着した前記吸水性高分子が浮上し、前記パルプが沈降することによって前記混合液内で分離された前記吸水性高分子を回収する回収工程と、
    　を含む、
    　前記吸水性高分子と前記パルプとを分離する、分離方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002273260A (ja) * 2001-03-16 2002-09-24 Univ Fukuoka 使用済み紙おむつの再利用のための循環分離装置
JP3139358U (ja) * 2007-11-28 2008-02-14 田熊プラント株式会社 使用済み紙おむつ用破砕分離回収装置
WO2019003657A1 (ja) 2017-06-28 2019-01-03 ユニ・チャーム株式会社 リサイクル繊維を製造する方法及びリサイクル繊維
WO2019087486A1 (ja) * 2017-11-01 2019-05-09 ユニ・チャーム株式会社 使用済み吸収性物品からパルプ繊維を回収する方法及びシステム
JP2019084470A (ja) * 2017-11-01 2019-06-06 ユニ・チャーム株式会社 使用済み吸収性物品からパルプ繊維及び高吸水性ポリマーを回収する方法及びシステム
JP2020184207A (ja) 2019-05-08 2020-11-12 キヤノン株式会社 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4133699C2 (de) * 1991-10-11 1998-02-19 Johannes Prof Dr Rer N Gartzen Verfahren zur Aufbereitung eines Gemisches aus Zellulose und granuliertem Polymer
DE19821473A1 (de) * 1998-05-13 1999-11-25 Concordia Ind Holding Ag Verfahren zum Behandeln von Hygieneprodukten aus absorbierenden Verbundstoffen zur Wertstoffgewinnung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002273260A (ja) * 2001-03-16 2002-09-24 Univ Fukuoka 使用済み紙おむつの再利用のための循環分離装置
JP3139358U (ja) * 2007-11-28 2008-02-14 田熊プラント株式会社 使用済み紙おむつ用破砕分離回収装置
WO2019003657A1 (ja) 2017-06-28 2019-01-03 ユニ・チャーム株式会社 リサイクル繊維を製造する方法及びリサイクル繊維
WO2019087486A1 (ja) * 2017-11-01 2019-05-09 ユニ・チャーム株式会社 使用済み吸収性物品からパルプ繊維を回収する方法及びシステム
JP2019084470A (ja) * 2017-11-01 2019-06-06 ユニ・チャーム株式会社 使用済み吸収性物品からパルプ繊維及び高吸水性ポリマーを回収する方法及びシステム
JP2020184207A (ja) 2019-05-08 2020-11-12 キヤノン株式会社 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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