特許 6130141 使用済み衛生用品の処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6130141

(24)【登録日】2017年4月21日

(45)【発行日】2017年5月17日

(54)【発明の名称】使用済み衛生用品の処理方法

(51)【国際特許分類】

   B09B 3/00 20060101AFI20170508BHJP

   D21C 5/02 20060101ALI20170508BHJP

   D21B 1/32 20060101ALI20170508BHJP

   B09B 5/00 20060101ALI20170508BHJP

   B29B 17/02 20060101ALI20170508BHJP

   B29B 17/00 20060101ALI20170508BHJP

   B29B 17/04 20060101ALI20170508BHJP

   C08J 11/04 20060101ALI20170508BHJP

   A61L 2/18 20060101ALI20170508BHJP

   A61L 11/00 20060101ALI20170508BHJP

【ＦＩ】

   B09B3/00 304P

   D21C5/02ZAB

   D21B1/32

   B09B5/00 Z

   B29B17/02

   B29B17/00

   B09B5/00 Q

   B29B17/04

   C08J11/04

   A61L2/18

   A61L11/00

【請求項の数】13

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-287496(P2012-287496)

(22)【出願日】2012年12月28日

(65)【公開番号】特開2013-150977(P2013-150977A)

(43)【公開日】2013年8月8日

【審査請求日】2015年11月17日

(31)【優先権主張番号】特願2011-287340(P2011-287340)

(32)【優先日】2011年12月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000183484

【氏名又は名称】日本製紙株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100096013

【弁理士】

【氏名又は名称】富田 博行

(74)【代理人】

【識別番号】100126985

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 充利

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 治隆

(72)【発明者】

【氏名】中谷 徹

(72)【発明者】

【氏名】扇元 政人

(72)【発明者】

【氏名】後藤 至誠

(72)【発明者】

【氏名】小野 克正

(72)【発明者】

【氏名】二之宮 良一

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 勇雄

(72)【発明者】

【氏名】飯森 武志

【審査官】 金 公彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１８３８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０８４５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１９０９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７７３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０６−５０２４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２２５６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３２６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１３９３５８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０６−２６９７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５２９２０７５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０９Ｂ １／００− ５／００

Ｂ２９Ｂ １７／００−１７／０４

Ｃ０８Ｊ １１／００−１１／２８

Ｄ２１Ｂ １／００− １／３８

Ｄ２１Ｃ １／００−１１／１４

Ｄ２１Ｄ １／００−９９／００

Ｄ２１Ｆ １／００−１３／１２

Ｄ２１Ｇ １／００− ９／００

Ｄ２１Ｈ １１／００−２７／４２

Ｄ２１Ｊ １／００− ７／００

ＤＷＰＩ（Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

衛生用品を離解して水に分散させる工程と、衛生用品に含まれる繊維およびＳＡＰを分離回収する工程と、を少なくとも含む、使用済み衛生用品の処理方法であって、
前記衛生用品を離解して水に分散させる工程において、漂白殺菌剤と塩化カルシウムを添加し、ここで、原料である衛生用品の重量に対して１．０〜１５．０％の塩化カルシウムを加えてスラリー濃度が３．０〜２０．０％で離解を行い、スラリー濃度を２．０％以下に希釈した後、衛生用品の重量に対して１．０〜１５．０％の塩化カルシウムを再度添加する、上記方法。

【請求項2】

漂白殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いる、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

スラリー濃度を２．０％以下に希釈した後、酸性物質を加える、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

衛生用品を離解して水に分散させる工程において、酸性物質を加えてｐＨを酸性領域に調整することを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

酸性物質を加える前に、還元剤を予め添加することを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

工程のうち１箇所以上で加温することを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。

【請求項7】

衛生用品の離解にタブ型パルパーを用いる、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。

【請求項8】

タブ型パルパーが、直後に分離パルパー及び／またはデトラッシャーを有する、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

タブ型パルパーが、ロープラガーを有する、請求項７または８に記載の方法。

【請求項10】

分離回収工程をスクリーンおよび／またはクリーナーを用いて行う、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。

【請求項11】

分離回収工程において、繊維を含む分散液を、縦型洗浄機を用いて洗浄・脱水し、脱水された水を工程内用水として用いることを含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。

【請求項12】

分離回収工程において、二次以上のカスケード化またはフォワード化された分離装置を用いる、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。

【請求項13】

分離回収工程を、スリット幅が０．３０ｍｍ〜０．１０ｍｍのスリットスクリーンを用いて行う、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、使用済み衛生用品の処理方法に関する。特に、本発明は、使用済みの衛生用品からその素材を再使用可能に分離回収する処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

使い捨て紙おむつ等の衛生用品は、典型的には、パルプ繊維などからなる吸収体と、吸収体が吸収した水分を保持するＳＡＰ（超吸収性の高分子ポリマー）と、これらを包む包材として不織布やビニールなどの素材から構成されている。これらの衛生用品は、繰り返し使用されるものではなく、使用後は廃棄され焼却処理されていたが、近年、環境面への配慮から、構成する素材を回収し再資源化する必要性が高まっている。

【0003】

例えば、特許文献１には、超吸収性ポリマーを含む生理用紙製品を水性溶液の少なくとも一つの浴中で処理し、製品から可溶性物質を溶解させ、超吸収性ポリマーをアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、銅（ＩＩ）、鉄（ＩＩＩ）及び亜鉛の少なくとも一つの水溶性化合物によって処理して、水性溶液中の超吸収性ポリマーの膨潤を減少させる諸工程を含む処理方法が記載されている。

【0004】

また、特許文献２には、使用済み紙おむつを破砕した後、ポリマー分解剤が水に混入され且つ撹拌されるポリマー分解槽中に破砕した使用済み紙おむつを投入し、ポリマー分解槽より排出される汚水中からポリマー分解剤を含んだ水を微生物を用いて浄化する浄化槽で浄化し、その浄化された水の一部又は全部をポリマー分解槽に戻し、ポリマー分解剤を循環使用し、ポリマー分解槽内で紙おむつに含まれる吸水ポリマーをモノマーに分解してから紙おむつに含まれるパルプ成分を分離回収する再生処理方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表平６−５０２４５４号公報

【特許文献2】特開２０００−８４５３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の方法は、具体的には洗濯機に類似の装置を用いるものであり、洗濯槽は連続的なバッチ式であって、薬品による洗浄と水によるリンスが繰り返して行われている。そのため、多量の水を必要とし、省資源の観点から問題がある。

【0007】

また、特許文献２の方法では、ポリマー分解剤が分解槽に添加されており、この場合大量の添加が必要となる。また、ポリマーが分解されることから、ポリマーを回収できず、パルプを含む繊維分とポリマー双方の再利用の両立は難しいと考えられる。さらに、ＳＡＰが分解され排水に溶出すると、排水処理の負荷の増大も懸念される。

【0008】

そこで、本発明は、従来よりも環境への悪影響が小さく、繊維やＳＡＰなど素材の分離回収を効率良く行うことができる、使用済み衛生用品の処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者らは、使用済みの衛生用品を離解して水に分散させる工程において、漂白殺菌剤と架橋剤を添加し、ここで、架橋剤を複数回に分けて多段添加（分割添加）することによって、素材の分離回収効率を高めることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。特に、架橋剤として塩化カルシウムを用い、塩化カルシウムをスラリーに添加してから、スラリーを希釈し、再び塩化カルシウムを添加すると、衛生用品から特に効率的に繊維やＳＡＰを回収できた。

【0010】

本発明は、これに限定されるものではないが、以下の発明を包含する。
（１） 使用済み衛生用品の処理方法であって、衛生用品を離解して水に分散させる工程と、衛生用品に含まれる繊維およびＳＡＰを分離回収する工程とを少なくとも含み、前記衛生用品を離解して水に分散させる工程において、漂白殺菌剤と架橋剤を添加し、ここで、該架橋剤が多段添加されることを特徴とする、処理方法。
（２） 架橋剤として塩化カルシウムを加えてスラリー濃度が３．０〜２０．０％で離解を行い、次いで濃度を２．０％以下に希釈した後、再び塩化カルシウムを加える、（１）に記載の方法。
（３） 漂白殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いる、（１）または（２）に記載の方法。
（４） スラリー濃度を２．０％以下に希釈した後、酸性物質を加える、（１）〜（３）のいずれかに記載の方法。
（５） 衛生用品を離解して水に分散させる工程において、酸性物質を加えてｐＨを酸性領域に調整することを含む、（１）〜（４）のいずれかに記載の方法。
（６） 酸性物質を加える前に、還元剤を予め添加することを含む、（１）〜（５）のいずれかに記載の方法。
（７） 工程のうち１箇所以上で加温することを含む、（１）〜（６）のいずれかに記載の方法。
（８） 衛生用品の離解にタブ型パルパーを用いる、（１）〜（７）のいずれかに記載の方法。
（９） タブ型パルパーが、直後に分離パルパー及び／またはデトラッシャーを有する、（８）に記載の方法。
（１０） タブ型パルパーが、ロープラガーを有する、（８）または（９）に記載の方法。
（１１） 分離回収工程をスクリーンおよび／またはクリーナーを用いて行う、（１）〜（１０）のいずれかに記載の方法。
（１２） 分離回収工程において、繊維を含む分散液を、縦型洗浄機を用いて洗浄・脱水し、脱水された水を工程内用水として用いることを含む、（１）〜（１０）のいずれかに記載の方法。
（１３） 分離回収工程において、二次以上のカスケード化またはフォワード化された分離装置を用いる、（１）〜（１２）のいずれかに記載の方法。

【発明の効果】

【0011】

本発明の処理方法によれば、使用済みの衛生用品から繊維やＳＡＰなどの素材を高純度でかつ効率良く分離回収することができる。従って、高品質で再利用可能な繊維やＳＡＰを得ることができるとともに、操業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の処理方法の一実施態様を示すフロー図である。

【図2】本発明の処理方法の一実施態様を示すフロー図である。

【図3】本発明の処理方法の一実施態様を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

１．素材
本発明でいう衛生用品とは、繊維およびＳＡＰ（超吸収性ポリマー）を含んで構成され、その例として、使い捨て紙おむつ、失禁製品、女性用生理製品、ベッドパッド等が挙げられるが、これに限定されるものではない。以下、紙おむつを例として本発明を説明することがあるが、本発明はそれに限定されるものではない。

【0014】

本発明において、繊維とは、紙おむつなどの衛生用品を構成する素材のうち、パルプ繊維、不織布などの合成繊維（ポリプロピレン、ポリエチレン等）をいう。また、ＳＡＰとは、超吸収性の高分子であり、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ＰＶＡ／ポリアクリル酸ナトリウムなどが挙げられる。最もよく使われているのは、架橋型のポリアクリル酸ナトリウムである。

【0015】

２．処理フロー、装置
＜処理フロー＞
使用済み紙おむつの処理フローとしては、求める品質と処理コストに応じて、例えば以下のようなフローを利用することができる。

【0016】

本発明に係る分離回収処理では、繊維およびＳＡＰなどの素材を回収するが、例えば、クリーナーやスクリーンなどにおいて、繊維はアクセプトとして回収し、繊維以外の素材（ＳＡＰなど）はリジェクトとして回収することができる。なお本明細書において、繊維以外の素材を異物と称することがあるが、リジェクトとして回収された異物（繊維以外の素材）から、ＳＡＰなどの素材をさらに分離回収する事も出来る。

【0017】

・フロー１（低品質・低コスト）：
離解→クリーナーおよび／またはスクリーン→脱水・濃縮機→洗浄機
・フロー２（中品質・中コスト）：
離解→クリーナーおよび／またはスクリーン→脱水・濃縮機→高濃度処理装置→洗浄機
・フロー３（高品質・高コスト）：
離解→粗選スクリーン→クリーナー→脱水・濃縮機→高濃度処理装置→精選スクリーン→洗浄・脱水機
・フロー４（高品質・高コスト）：
離解→脱水・濃縮機→高濃度処理装置→粗選スクリーン→クリーナー→精選スクリーン→洗浄・脱水機
図に、処理フローの具体例を示すが、本発明はこれに制限されるものではない。図では、まず、衛生用品を離解して水に分散させる工程として、原料である使用済み紙おむつをパルパーに投入し、水に分散する。このとき、パルパーには漂白殺菌剤、架橋剤を添加する。さらに、分散液を希釈して濃度調整を行い、還元剤、酸性物質を順次添加してｐＨを調整する。次に、紙おむつに含まれる繊維およびＳＡＰを分離回収する工程として、スクリーン、クリーナーを用い処理し、まずＳＡＰ分を回収する。一方、繊維を含む分散液は、続いて脱水機等により洗浄・脱水する。ここで、脱水された水は工程内に戻し再利用することができる。さらに、繊維を含む分散液は、高濃度化装置により処理する。そして、図示しないが、必要に応じて洗浄・脱水やスクリーン処理を行い、繊維分を回収する。また、図示はしないが、繊維分の他に、不織布等に含まれるプラスチック分の分離回収も行われる。

【0018】

＜パルパー＞
本発明において、使用済み紙おむつを離解して水に分散させる装置としては、パルパーが好ましく用いられる。パルパーは、古紙の離解に使用するパルパーが好適であり、低濃度パルパーまたはバッチ式縦型タブタイプの高濃度パルパーと、その後の２次パルパー（分離パルパー）および／またはデトラッシャーからなるシステムの利用が好ましい。タブタイプ（タブ型）は、ドラム型と比べて、離解能力が高いため、原料である使用済み紙おむつの破砕を効率良く行うことができる。

【0019】

低濃度パルパーとしては、丸石製作所製の縦型タブタイプの連続式低濃度パルパーや相川鉄工製の低中濃度パルパーなどが挙げられ、濃度３．０〜８．０％前後で離解される。
高濃度パルパーとしては、相川鉄工製の縦型タブタイプのバッチ式高濃度パルパーなどが挙げられる。パルパー内部のローター形状としては、スパイラル型やヘリディスク型を利用することができる。離解濃度としては８．０〜２０．０％前後で実施される。

【0020】

また、ビニールなどの異物を早期に効率良く取り除くために、低濃度および低中濃度パルパーでは、ロープラガーと呼ばれる異物回収装置を利用することができる。
２次パルパーとしては、相川鉄工製のＰＡＬソーターやペアパルパーなどが挙げられる。これらの装置は、機械的な離解と丸穴ストレーナー・バスケットなどによる、粗い異物除去（粗選処理）を行う機能を有しており、パルパーでの離解時間の短縮と異物の分離促進を図ることができる。中でもペアパルパーは、φ７．００ｍｍ程度の丸穴ストレーナーと３．５０ｍｍ程度のスリットスクリーンを有している事から、異物除去効率が高く好適である。

【0021】

デトラッシャーとしては、相川鉄工製のスクリューセパレータを用いることが出来、デトラッシャーに離解能力を持たせた相川鉄工製のＭＡＸドラムも適宜利用できる。
紙おむつの再生処理においては、おむつに含まれる不織布や回収する際に使用されるビニールが多いことから、特に２次パルパーを使用することで、パルパーでの処理時間を短縮することができる。また、おむつ離解懸濁液の流動性が高いことから、高濃度パルパーを用いた場合でもラガーを利用することで、よりビニールなどの除去効率が向上し作業性が改善する。

【0022】

デトラッシャーは、パルパーで離解されずに排出された原料を脱水・精選することができ、排出される粕の容積を減らすことが出来る。そのため、パルパーで離解された使用済み紙おむつを２次パルパーで処理した後、デトラッシャーで処理することは効果的である。

【0023】

例えば、相川鉄工製のＭＡＸドラムは、デトラッシャーの脱水精選機能に加え離解能力を併せ持つため、パルパーで離解が不十分で排出された原料を処理し、そこから繊維およびＳＡＰを回収する事ができるので、繊維およびＳＡＰ回収率を向上させ、廃棄物を低減させることに効果的であり、パルパー後にＭＡＸドラムによる繊維回収処理を行うことは、より効果的である。

【0024】

本発明では、離解濃度が低すぎると水分が多くＳＡＰが膨潤しやすくなる上に、一度に処理できる紙おむつの量が少なくなる、また離解濃度が高すぎるとパルパーでの離解効率が低下し、紙おむつの破砕が充分に行えないため、、パルパーでの濃度が３．０〜２０．０％となるように離解することが好ましい。より好ましくは濃度３．０〜１５．０％、さらに好ましくは３．０〜８．０％である。離解後は、ＳＡＰを析出させる際に繊維を巻き込みにくくするために、タンク、ミキサー等において分散液を希釈し、濃度０．３〜２．０％、好ましくは０．３〜１．２％に調整しても良い。

【0025】

＜スクリーン＞
スクリーンとしては、インワード形式またはアウトワード形式の丸穴及び／またはスリットスクリーンが利用でき、丸穴スクリーンとバスケットタイプのスリットスクリーンを併せ持つ複合スクリーン（ＡＤＳダブルセパレーター：相川鉄工製）も使用する事ができる。また、リジェクトスクリーンやテールスクリーンと呼ばれる、異物混入量が多い条件に適した異物の詰りや絡みによる問題の発生し難いスクリーンを使用することもできる。

【0026】

スクリーンのリジェクトを更にスクリーンで処理する多段スクリーンとすることで、繊維ロスを抑えて異物の分離効率を高める事ができる。多段スクリーンシステムとする場合は、２次スクリーン以降のアクセプトを次工程に先送りするフォワード処理しても良いし、前段に戻すカスケード処理を行っても良い。

【0027】

また、丸穴スクリーンの直後にスリットスクリーンを組み合わせたシリーズ（タンデム）システムとしても良い。丸穴スクリーンの穴径としては、φ３．００ｍｍ〜０．５．００ｍｍのものが利用でき、粗選処理としてはφ２．５０ｍｍ〜１．００ｍｍのものが好ましい。φ３．００ｍｍより大きい場合は異物除去効率が悪くなる。また、ＳＡＰは比重が繊維より重く、またゲル状に膨潤しやすいことから、φ０．５０ｍｍより小さい場合は、ゲル状となったＳＡＰが詰り易く操業性が悪くなる。

【0028】

スリットスクリーンとしては、切削タイプまたはバータイプのバスケットが利用でき、スリット幅として０．３０ｍｍ〜０．１０ｍｍのものが利用でき、０．２５ｍｍ〜０．１５ｍｍのものが好ましい。０．３０ｍｍより大きい場合は、ゲル状のＳＡＰが通過し易く繊維との分離効率が悪くなる。０．１０ｍｍより小さい場合は、ゲル状ポリマーが詰まり易く操業性が悪くなる。

【0029】

本発明におけるスクリーンの運転条件としては、固形分濃度が、０．３〜１．２％が好ましく、０．４〜０．８％がより好ましい。１．５％より高いとスクリーンの目詰まりが起こりやすく、その結果分離効率が低下するため、好ましくなく、０．３％より低いと、処理液体量が多くなり処理に時間がかかり、エネルギー的も無駄が多くなるばかりでなく、スクリーン後の脱水負荷も増えるため好ましくない。

【0030】

スクリーン通過流速としては、０．６〜２．０ｍ／ｓの範囲が好ましく、１．０〜１．５ｍ／ｓの範囲がより好ましい。更に、スクリーン内部のアジテータの周速については、１０〜２０ｍ／ｓが好ましく、１４〜１８ｍ／ｓがより好ましい。通過流速や周速が低すぎる場合は、バスケット等へのゲルの堆積が生じるため好ましくない。一方、通過流速や周速が速すぎる場合は、せん断力が大きくなりすぎてゲル状のＳＡＰポリマーが微細化し、繊維との分離効率が低下するため不適である。

【0031】

紙おむつの再生処理においては、２台以上のスリットスクリーンからなるカスケードおよび／またはフォワード処理が好ましく、ＳＡＰの除去効率向上の観点から、カスケード処理がより好ましい。

【0032】

＜クリーナー＞
本発明におけるクリーナーとしては、遠心力を利用した重量異物クリーナーが利用でき、低濃度・高差圧型または、低濃度低差圧型のクリーナーが好適である。

【0033】

本発明におけるクリーナーのリジェクトコーンの直径としては、７．０〜３０．０ｍｍが好ましい。６．０ｍｍより小さい場合は、リジェクトコーンの目詰まりにより、安定した原料採取が困難となり、３０．０ｍｍより大きいとリジェクトコーンの入口圧と出口圧の差圧制御が困難となり、分離効率が著しく低下するので好ましくない。

【0034】

クリーナーの運転条件としては、固形分濃度が、０．３〜１．２％が好ましく、０．３〜０．８％がより好ましい。濃度１．５％より高いとリジェクトコーンが目詰まりし、安定した原料が採取できない。また採取できた場合でも、異物との分離が不十分となるので好ましくなく、０．３％より低いと、処理液体量が多くなり処理に時間がかかり、エネルギー的も無駄が多くなるばかりでなく、スクリーン後の脱水負荷も増えるため好ましくない。

【0035】

クリーナーのリジェクトを更にクリーナー処理する多段処理とすることで、繊維ロスを抑えて異物の分離効率を高める事ができる。多段クリーナーシステムとする場合は、２次クリーナー以降のアクセプトを次工程に先送りするフォワード処理しても良いし、前段に戻すカスケード処理を行っても良く、歩留向上と設備のコンパクト化の観点から、フォワード処理がより好ましい。

【0036】

また、クリーナーとスクリーンを組み合わせて用いることも好ましく、丸穴スクリーンおよび／またはスリットスクリーン、遠心型クリーナーで処理することから２つ以上を組み合わせた処理がより好ましく、丸穴スクリーン、遠心型クリーナー、スリットスクリーンの順で処理する事が、更に好ましい。

【0037】

＜脱水機・濃縮機・洗浄機＞
本発明において、脱水・濃縮・洗浄は、これらの機能を併せ持つ装置で行ってもよいし、個々の装置により別々に行ってもよい。

【0038】

中〜高濃度脱水機としては、スクリューシックナーや傾斜エキストラクター、スクリュープレスやパワープレスなど、２．０〜３．０％前後の濃度のパルプを１０．０％前後に脱水する装置や１０．０％前後の濃度のパルプを２５．０〜３０．０％程度に脱水する装置であれば特に限りはない。

【0039】

低濃度濃縮機としては、濃度１．０％前後のパルプを脱水濃縮して、濃度３．０％以上にするような予備脱水装置であり特に限りは無い。例えば、ディスクエキストやディスクシックナーのようなパルプマットを用いてろ過脱水するものや、ＳＰフィルターやトロンメルのようなフィルター・脱水エレメントを用いて自然脱水する装置などが挙げられる。

【0040】

洗浄機としては、ワイヤー＆ロール型のＤＮＴウォッシャーのような高速洗浄脱水機や横ドラム型のトロンメルやフォールウォッシャー、縦型のゼクーのような装置を利用することができる。

【0041】

紙おむつの再生処理には、特に縦型洗浄機は水使用量が少ないことから、好適である。横型脱水機と比較して、洗浄水の使用量を１／３以下に節水することができる。また、脱水された水を、工程水として再利用することで、さらに節水を図ることができる。例えば、スクリーン・クリーナー前段での希釈水として用いることができる。

【0042】

＜高濃度処理装置＞
本発明における高濃度処理の濃度としては、濃度１０．０〜５０．０％である。好ましくは１５．０〜４５．０％、より好ましくは２０．０〜４０．０％である。高濃度処理装置としては、低速のニーダーや高速のディスパーザーなどが挙げられる。上記したフロー２では、高濃度処理装置として、異物分散性に優れたホットディスパージョンシステムの利用が好適である。フロー３では、ＳＡＰを熱変性させて樹脂粒子化し、分離しやすくする点から、高濃度処理装置として、ニーダーの利用が好ましく、その後にスクリーン処理を行うことが更に好ましい。

【0043】

ニーダーとしては一軸や二軸、四軸のものが使用でき、二つ以上のニーディング部を持つ、ニーダーも利用できる。ニーディング部に蒸気を加えることで加温することや複数のニーディング部を連続で通すことにより、繊維の摩擦で自然発熱することで、処理温度を４０〜１２０℃、好ましくは４０〜１００℃、更に好ましくは５０〜８０℃に加温することで、ＳＡＰを熱変性させて内部に含まれる水を分離させた樹脂状の粒子とする事ができる。なお、本発明では、高濃度処理以外のところでも、繊維とＳＡＰの分離効率を向上させるために、加温を行うことができる。加温することで、ＳＡＰのポリアクリル酸のカルボキシル基と水分子の結合力が弱まるため、ＳＡＰからの離水が促進されると考えられる。また、同時にＳＡＰに包含された汚水の置換・殺菌を容易に行うことができ、好適である。さらに、ＳＡＰの含水率が低下するため、ＳＡＰ回収後の乾燥効率の向上も期待できる。

【0044】

ディスパーザーとしては、ディスクタイプやコニカルタイプのものが利用できる。ディスパーザーの直前に加熱チューブなどの装置を組み合わせることで、いわゆるホットディスパージョンを行うことができ、ＳＡＰのゲルを微分散し、目立たなくすることができる。

【0045】

３．添加薬品等
本発明は、使用済み紙おむつを離解して水に分散させる工程において、添加剤として漂白殺菌剤、架橋剤を加えて処理する方法に関する。特に好ましい態様において本発明は、架橋剤として塩化カルシウムを用い、離解時と希釈後とに分けて塩化カルシウムが分割添加される方法に関する。

【0046】

＜漂白殺菌剤＞
漂白殺菌剤は、原料の紙おむつに含まれる汚物や、汚物の付着した繊維、ＳＡＰなどの素材を、漂白し、消毒・殺菌することを目的として添加される。漂白殺菌剤は、パルパーなど使用済み紙おむつを離解する装置に添加することが好ましい。汚水も含んだ原料を、前段で一括して強力な漂白殺菌を行なうため、効率的である。

【0047】

漂白殺菌剤は、酸化型と還元型の２種類に分類され、酸化型はさらに塩素系と酸素系とに分類される。この中で、酸化力は酸化型塩素系が優れており、特に次亜塩素酸ナトリウムが最も強く、効率的な漂白・殺菌が可能であるため好ましい。

【0048】

本発明では、原料がし尿を含むため、工程内のｐＨは弱酸性〜中性と考えられるが、次亜塩素酸ナトリウムの場合、このｐＨ領域での殺菌漂白効果が高く、効率的である。一方、前述の特許文献１では、過酸化水素（酸化型酸素系漂白）、殺微生物剤（過酢酸）を用いることが記載されているが、これらは次亜塩素酸ナトリウムに比べて漂白もしくは殺菌作用が弱い。また、特許文献１において漂白殺菌効果を最適にするには、過酸化水素はｐＨ１１．０以上、殺微生物剤ｐＨ９．０以上で効果が高いため、アルカリに制御する必要があるが、ｐＨを高くする（ｐＨ１１．０以上）と、高ナトリウムイオン条件となるため架橋剤の効果が低下し、また、アルカリ焼けにより繊維が黄色くなり、白色度が向上しにくいと想定される。なお、酸性（ｐＨ４．０以下）では、繊維の損傷（セルロースの重合度が低下）するため、繊維の強度が低下し、再利用時に支障をきたす可能性がある。本発明では、中性〜弱酸性のｐＨ領域で殺菌漂白効果の高い次亜塩素酸ナトリウムを用いることにより、ｐＨ制御（アルカリ処理）の手間が必要なく、また、繊維に悪影響を及ぼすことなく処理することができる。

【0049】

漂白殺菌剤の添加率は、添加時の分散液中で１〜１０００００ｐｐｍ、好ましくは５〜３００００ｐｐｍ、より好ましくは１０〜２００００ｐｐｍである。１ｐｐｍ以下では十分な漂白殺菌作用が期待できない可能性があり、また、１０００００ｐｐｍ以上では、後述するように、後段での遊離塩素の還元に多量の亜硫酸ナトリウムを要し、無駄が多くなる。

【0050】

＜架橋剤＞
架橋剤は、ＳＡＰの主成分であるポリアクリル酸のカルボキシル基同士を架橋し、ＳＡＰの膨潤を抑制するために添加される。架橋剤も漂白殺菌剤と同様に、パルパーなど使用済み紙おむつを離解する装置に添加することが効果的である。

【0051】

架橋剤は、多価金属塩であればよく、例えば塩化カルシウム、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）などが挙げられる。その中でも、安価であり、ＳＡＰの膨潤抑制効果に優れるため、塩化カルシウムが好ましい。

【0052】

本発明においては、架橋剤を複数回に分けて多段添加（分割添加）される。大量の架橋剤を一括して添加すると、架橋反応が効率良く進行しにくく、また、装置への負荷や環境負荷が大きくなる。さらに架橋剤は、少なくとも離解時と希釈後の２段階に分けて添加すると好ましい。例えば、特許文献２のように、ポリマー分解剤として塩化カルシウムを１つのポリマー分解槽に添加する場合は、大量に添加することが必要であり、塩化カルシウムを大量に添加すると、系内の塩化物イオンが増加して工程内の配管の腐食が懸念される上、排水負荷も大きくなる。一方、塩化カルシウムの添加量が少ない場合は、ＳＡＰがゲル状に膨潤したままとなり、スクリーンの目詰まりを起こして操業性が悪化する。

【0053】

パルパーでは、ＳＡＰの膨潤を抑制し、離解するために必要な塩化カルシウムを添加し、希釈後にさらに塩化カルシウムを添加することで、ＳＡＰを析出する際に、繊維を巻き込みにくくさせることができる。（これにより、添加量を控えながらＳＡＰの分離効率を向上させ、かつ工程内の配管腐食を軽減することができる。

【0054】

添加率は、離解時は、原料重量に対して、１．０〜１５．０％、好ましくは５．０〜１５．０％である。また、希釈後は、原料重量に対して、１．０〜１５．０％、好ましくは５．０〜１５．０％、さらに好ましくは５．０〜１０．０％である。

【0055】

＜酸性物質＞
酸性物質は、繊維とＳＡＰの分離効率を向上させるために、ｐＨを低下させ、分散液を酸性溶液にするために添加してもよい。ｐＨの低下により、ＳＡＰがゲル状でなく砂のような細かな樹脂状の粒子とし、スクリーンを目詰まりさせることなく、分離回収効率を高めることができる。ＳＡＰの主成分であるポリアクリル酸の酸解離定数ｐＫａは、５．３〜５．７程度であるため、それ以下にすることで、イオン状態から遊離酸の状態となり、ＳＡＰ内部に包含する水の離水が起こると考えられる。

【0056】

好ましい態様において酸性物質は、架橋剤の添加後に添加することができ、パルパーや希釈後のチェストに添加することが効果的である。ＳＡＰを析出する際に繊維を巻き込みにくくするために、濃度０．３〜２．０％、好ましくは０．３〜１．５％、さらに好ましくは０．３〜１．２％に調整しても良い。

【0057】

酸性物質として使用できる酸は、特に制限はなく、有機酸、無機酸（鉱酸）のどちらでもよいが、安価であり、少ない添加量でｐＨを低下させることができることから、無機酸が好ましく、硫酸や硫酸バンドが特に好ましい。

【0058】

添加量としては、添加後の分散液がｐＨ６．０以下になるように調整すればよく、好ましくはｐＨ４．０〜６．０になるように添加する。
硫酸バンドを用いてｐＨを調整する場合は、添加量に対するｐＨ低下効果が小さいため、添加量を多くする必要がある。結果として、系内の硫酸イオン濃度が高くなり、架橋剤として添加した塩化カルシウム等のカルシウムイオンとの間で硫酸カルシウム（石膏）スケールを生じる恐れがある。この対策として、より少量の添加量でｐＨ低減効果の大きい硫酸の使用が効果的である。

【0059】

＜還元剤＞
還元剤は、系内の遊離塩素を還元するために添加してもよい。酸性物質でｐＨを低下させるとき、漂白殺菌剤として過剰に添加した次亜塩素酸ナトリウムの遊離塩素（残留塩素）が残った状態でｐＨを低下させると、塩素ガスが発生する。これを回避するために、遊離塩素を予め還元した後に、酸性物質を加えることが望ましい。還元剤としては、亜硫酸ナトリウムが好ましく使用できる。添加量は、還元剤を使用する工程において、分散液の上澄みからパックテストのようなキットを用いて遊離塩素を測定し、還元剤添加の要否、および、還元剤の添加量を決めることができる。目安としては、添加した次亜塩素酸ナトリウムに対して、０．０〜５０．０％の還元剤を添加することができるが、特にこれに限定されるものではない。

【0060】

衛生用品の処理方法
一つの態様において本発明は、繊維およびＳＡＰを含んでなる衛生用品の処理方法であり、本発明によれば、衛生用品から繊維やＳＡＰを効率的に分離し、回収することができる。

【0061】

すでに述べたように、本発明は、衛生用品を離解して水に分散させてスラリーを得る工程を備える。この工程では、ＳＡＰを架橋するための架橋剤と漂白殺菌剤とが添加され、特に、ＳＡＰを架橋するための架橋剤が分割添加される。また、好ましい態様において、酸性物質や還元剤をスラリーに添加してもよい。この工程は、パルパーを用いて実施することが好ましく、デトラッシャーの使用も好ましい。

【0062】

また本発明は、衛生用品に含まれる繊維およびＳＡＰを分離回収する工程を備える。この工程は、スクリーンやクリーナーを用いて実施することが好ましく、スラリーから繊維やＳＡＰを効率的に得ることができる。

【0063】

さらに本発明では、繊維を含むスラリーを脱水し、それによって得られた水を再利用してもよい。
また、別の観点からは、本発明は、衛生用品から繊維および／またはＳＡＰを製造する方法と考えることもできる。本発明によれば、衛生用品から繊維やＳＡＰを効率的に分離・回収できるため、通常は廃棄物となると使用済み衛生用品から繊維やＳＡＰを得ることができる。

【実施例】

【0064】

以下、本発明を実施例及び比較例をあげてより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、特に断らない限り、部および％は重量部および重量％を示す。

【0065】

実験１：ＳＡＰの粒子化に関する評価試験
水で膨潤したＳＡＰに対するｐＨ低下による離水促進効果（粒子化）を確認するために、以下の実験を行った。使用したＳＡＰは住友精化（株）のアクアキープＳＡ６０Ｓ（アクリル酸ポリマー）であった。ＳＡＰを純水で６００倍に希釈し、充分に膨潤させた後、塩化カルシウム（架橋剤）を加え、充分に反応させてから、硫酸または硫酸バンドを加えて攪拌した。その後、ＳＡＰ膨潤液のｐＨを測定し、ＳＡＰ粒子の析出状況を目視にて確認した。各実験例における薬品の種類および使用量と評価結果を表１に示す。

【0066】

【表1】

【0067】

架橋剤である塩化カルシウムを加えることにより、ＳＡＰ膨潤液の流動性の向上が見られた（試験１と試験２を参照）。但し、試験２でＳＡＰ粒子は、２〜５ｍｍ程度のゲル状粒子であり比重が小さいため、沈降しにくかった。

【0068】

また、酸性物質である硫酸バンドまたは硫酸を添加した場合、ｐＨ６．０以下、すなわちＳＡＰの主成分であるポリアクリル酸のｐＫａ以下に調整すると、ＳＡＰからの離水が促進され、ＳＡＰが樹脂状の粒子となること、また、攪拌して静置するとすぐに沈降することが確認された（試験３〜６：硫酸バンド、試験７・８：硫酸）。但し、硫酸バンドの添加量が多い場合は、硫酸カルシウムが析出した（試験４〜６）。

【0069】

実験２：繊維とＳＡＰの分離効率に関する評価試験
使用済み衛生用品からの繊維とＳＡＰの分離効率向上効果を確認するために、以下の実験を行った。使用した衛生用品は、市販のオシメパッド（ＳＡＰ成分は１５％、ＳＡＰ／繊維の重量比率：約１５／８５）であった。

【0070】

使用済みの紙おむつの状態を再現するために、オシメパッドに生理食塩水を吸水させた。その後、オシメパッドを裁断し、ラボテスト用のタブ型高濃度離解機（熊谷理機工業製）で固形分濃度１０％になるようにして、液温６０℃になるように加温し、６分間離解処理した後に、固形分濃度１％になるように水道水で希釈した。これにより、オシメパッドは破砕され、分散した状態となった。

【0071】

この離解処理時に薬品を加えることを前添加、離解処理後希釈してから薬品を添加することを後添加という。
次亜塩素酸ナトリウム（漂白殺菌剤）および塩化カルシウムを前添加し、さらに酸性物質である硫酸もしくは硫酸バンドを用いてｐＨを調整した（試験７・８）。なお、試験７・８における前添加後の試料について、遊離塩素を測定したところ遊離塩素は存在せず、スラリーのｐＨはそれぞれ、４．９と５．０であった。また、試験５・６では、塩化カルシウムを前添加および後添加し、試験１〜４では、次亜塩素酸ナトリウムを前添加し、塩化カルシウムを前添加または後添加し、酸性物質を添加しなかった。

【0072】

このように薬品を添加した各原料を、それぞれ１０００分の６インチのスリット幅を持つテスト用フラットスクリーンを用いて繊維成分とＳＡＰ成分とに分離した。アクセプト分（スクリーンを通過したもの）とリジェクト分（スクリーンを通過しなかったもの）のそれぞれを回収し、乾燥させて重量を計測し、回収原料の性状を確認した。

【0073】

この実験における薬品の使用量（衛生用品の固形分重量に対する重量％）と評価結果を、以下の表に示す。

【0074】

【表2】

【0075】

試験１〜６は、酸性物質によるｐＨ調整をしない例である。試験１では、スクリーンが完全に目詰まりしてしまい、その後の実験を続けることができなかった。試験２・３では、試験１ほどではないが、スクリーンが目詰まりした。そのため、目詰まりを除去しながら、フラットスクリーン処理をせざるを得ず、処理に２時間以上かかり、作業性に難があった。試験４では、スクリーンの目詰まりはあまり起こらなかったが、リジェクト側にＳＡＰだけでなく、繊維も多く混在していた。また、アクセプト側にはＳＡＰが抜けていた。これは、ＳＡＰがゲル状であるため、ＳＡＰ粒子が変形してスリットをすり抜けているためと考えられる。そのため、分離効率の点で難がある。

【0076】

試験５・６は、架橋剤として塩化カルシウムを離解時と希釈後に分けて添加する例である。この場合、試験４と比べて、スクリーンの目詰まりはほとんど見られず、また、リジェクト側に繊維はほとんど見られなかった。このことから、塩化カルシウムを分割添加すると、繊維とＳＡＰを効率よく分離することができることがわかる。リジェクト／アクセプトの重量比率は、製品におけるＳＡＰ／繊維の重量比率である１５／８５とほぼ同じであるため、高い分離効率であったといえる。

【0077】

試験７・８は、漂白殺菌剤、架橋剤、および酸性物質を添加する例である。この場合、試験１と比べて、ｐＨを低下させることで、ＳＡＰが砂状粒子となるため、スクリーンの目詰まりは全く見られず、リジェクト側にはＳＡＰの粒子のみが、アクセプト側には繊維のみが観察された。リジェクト／アクセプトの重量比率は、製品におけるＳＡＰ／繊維の重量比率である１５／８５とほぼ同じであるため、高い分離効率であったといえる。

【図1】

【図2】

【図3】