JP2003225645A - 使用済み吸収性物品からのパルプ成分および吸水性ポリマーの分離回収法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用済み吸収性物品からパルプ成分および吸
水性ポリマーを高収率、高純度で分離回収し、再利用可
能とする方法を提供する。 【解決手段】 使用済み吸収性物品に含有される、パル
プ成分と吸水性ポリマーとのゲル状混合物に、遷移金属
塩単独または遷移金属塩とアルカリ金属塩もしくはアル
カリ土類金属塩との混合物を添加して、吸水性ポリマー
に含まれる水分を脱水し、吸水性ポリマーを収縮・固化
するとともに、遷移金属塩により吸水性ポリマーを着色
した後、パルプ成分および吸水性ポリマーをそれぞれ分
離回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用済みの、例え
ば、紙おむつ等の使い捨て吸収性物品（以下、吸収性物
品と称す）からのパルプ成分および高吸水性ポリマー樹
脂（以下、吸水性ポリマーと称す）の分離回収法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】通常、吸収性物品には、吸水性ポリマー
だけでなく、屎尿等の吸収を助ける目的で多量のパルプ
成分も使用されており、その殆どが焼却処理されている
が、資源保護や環境保護の観点からは、吸収性物品に含
まれるこれらのパルプ成分や吸水性ポリマーを分離回収
して再利用することが望ましい。

【０００３】従来、使用済み紙おむつからパルプ成分等
を分離回収して再利用する技術として、塩化カルシウム
等の多価金属塩により吸水性ポリマーをモノマーに分解
して、パルプ成分等を分離回収することが開示されてい
る（特開２０００−８４５３３参照）。

【０００４】しかしながら、吸収性ポリマーは塩化カル
シウム等の多価金属塩によりモノマーに分解されないこ
とから、この方法によるパルプ成分と吸水性ポリマーと
の分離には疑問があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の課
題は、使用済み吸収性物品からパルプ成分および吸水性
ポリマーを高収率、高純度で分離回収し、再利用可能と
する方法を提供することにある。

【０００６】本発明者等は、この課題を解決するべく、
使用済み吸収性物品では、吸水性ポリマーとパルプ成分
とがゲル状混合物をなしており、そのままでは両者の分
離が困難なことから、両者の分離を簡易に行う方法を鋭
意検討した。

【０００７】まず、吸水性ポリマーに含まれる大量の水
分を脱水するとともに、吸水性ポリマーを収縮・固化し
てゲル状態を解消してパルプ成分と吸水性ポリマーとを
分離し易くする必要があり、それは電解質をポリマーに
取り込ませることにより可能であると推察して各種脱水
用の電解質について検討を重ねた。

【０００８】例えば、Ｍｇ（II）化合物、Ｃａ（II）化
合物等では、イオン強度、キレート効果、脱水効率、コ
スト等の点では優れているものの、吸水性ポリマーに取
り込まれると白色の沈殿物となり、沈殿物の粒子が小さ
いものでは、パルプ成分と混合した状態では、両者の区
別が困難となり、そのため、十分な分離が行われたかど
うかが不明となるおそれがある。

【０００９】そこで、パルプ成分と吸水性ポリマーとの
分離をより明確化するため、いずれかに着色し、しかも
分離後の着色物からの脱色の容易性の点より、吸水性ポ
リマーを着色する方が好ましいと考慮して検討を続けた
結果、脱水能力があり、かつパルプを着色せずに吸水性
ポリマーのみを着色できる電解質として、遷移金属塩が
優れていることを見出した。

【００１０】そして、この遷移金属塩単独または遷移金
属塩とアルカリ金属塩もしくはアルカリ土類金属塩との
混合物を、使用済み吸収性物品に含有されるパルプ成分
と吸水性ポリマーとのゲル状混合物に添加することによ
り、パルプ成分および吸水性ポリマーを効率よく分離回
収できることを見出して、本発明に到達した。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、使用済み吸
収性物品からのパルプ成分および吸水性ポリマーの分離
回収法において、使用済み吸収性物品に含有される、パ
ルプ成分と吸水性ポリマーとのゲル状混合物に、遷移金
属塩単独または遷移金属塩とアルカリ金属塩もしくはア
ルカリ土類金属塩との混合物を添加して、吸水性ポリマ
ーに含まれる水分を脱水し、吸水性ポリマーを収縮・固
化するとともに、前記遷移金属塩により吸水性ポリマー
を着色した後、パルプ成分および吸水性ポリマーをそれ
ぞれ分離回収することを特徴とする。

【００１２】請求項２に記載のものは、請求項１に記載
の使用済み吸収性物品からのパルプ成分および吸水性ポ
リマーの分離回収法において、分離したパルプ成分およ
び吸水性ポリマーを、それぞれ洗浄処理することを特徴
とする。

【００１３】請求項３に記載のものは、請求項２に記載
の使用済み吸収性物品からのパルプ成分および吸水性ポ
リマーの分離回収法において、分離に使用した前記遷移
金属塩、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を、
前記洗浄処理で得られる洗浄液から回収することを特徴
とする。

【００１４】請求項４に記載のものは、請求項１に記載
の使用済み吸収性物品からのパルプ成分および吸水性ポ
リマーの分離回収法において、分離に使用した前記遷移
金属塩、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を、
分離した吸水性ポリマーから酸処理により回収すること
を特徴とする。

【００１５】請求項５に記載のものは、請求項４に記載
の使用済み吸収性物品からのパルプ成分および吸水性ポ
リマーの分離回収法において、前記酸処理後の吸水性ポ
リマーをアルカリ処理して、吸水性ポリマーの吸水力を
回復させることを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００１７】本発明の使用済み吸収性物品からのパルプ
成分および吸水性ポリマーの分離回収法を実施するに
は、まず、使用済み吸収性物品に含有される、パルプ成
分と吸水性ポリマーとのゲル状混合物に、遷移金属塩単
独または遷移金属塩とアルカリ金属塩もしくはアルカリ
土類金属塩との混合物を添加する。

【００１８】これにより、吸水性ポリマーに含まれる水
分を脱水するとともに、吸水性ポリマーを収縮・固化
し、同時に、遷移金属塩により吸水性ポリマーを着色す
る。この際、遷移金属塩による着色は吸水性ポリマーに
対してだけ行なわれ、パルプ成分は着色されないので、
吸水性ポリマーとパルプ成分の分離を明瞭に把握できる
ようになる。

【００１９】前記の吸水性ポリマーに含まれる水分の脱
水および吸水性ポリマーの収縮・固化に際しては、ま
ず、吸水性ポリマー中のナトリウムイオンが多価金属イ
オンとイオン交換されることにより吸水能力が低下し、
その結果、吸水性ポリマーが保持していた水を放出して
収縮し、同時に柔らかいゲル状から固体状となり、固化
すると考えられる。

【００２０】使用済み吸収性物品に含有される、パルプ
成分と吸水性ポリマーとのゲル状混合物としては、例え
ば、使用済み吸収性物品を切断し、これを取出したもの
が用いられる。

【００２１】この発明では、吸水性ポリマーとして、通
常紙おむつ等の吸収性物品に使用される、高吸水性を有
する電解質タイプのものが用いられ、多価金属塩とのイ
オン交換に基づく現象を利用するため、通常、カルボキ
シル基を全部または部分的にナトリウム塩にしたものが
用いられる。

【００２２】吸水性ポリマーとしては、例えば、橋かけ
ポリアクリル酸塩系、イソブチレン／マレイン酸塩系、
デンプン／ポリアクリル酸塩系、ＰＶＡ／ポリアクリル
酸塩系、デンプン／ポリアクリロニトリル（加水分解し
てニトリル基をカルボン酸塩にしている）、橋かけＣＭ
Ｃ（セルロースにカルボキシメチル基を結合させたも
の）等（いずれも市販品の組成で示す）が用いられる。

【００２３】遷移金属塩としては、例えば、Ｆｅ化合
物、Ｃｏ化合物、Ｎｉ化合物、Ｃｕ化合物等が挙げら
れ、水溶性であり、かつ吸水性ポリマーに取り込まれる
ものであれば、無機塩類、有機酸塩類、錯体等を問わず
用いられるが、コストや入手容易性等の点から、無機塩
類および有機酸塩類が好ましい。なお、前記のように、
Ｃｕ化合物も着色に使用できるが、劇物指定のものが多
いので余り好ましくない。

【００２４】無機塩類としては、例えば、塩化鉄、硫酸
鉄、燐酸鉄、硝酸鉄等のＦｅ化合物、塩化コバルト、硫
酸コバルト、燐酸コバルト、硝酸コバルト等のＣｏ化合
物、塩化ニッケル、硫酸ニッケル等のＮｉ化合物、塩化
銅、硫酸銅等のＣｕ化合物などが挙げられる。

【００２５】有機酸塩類としては、例えば、乳酸鉄等の
Ｆｅ化合物、酢酸コバルト、ステアリン酸コバルト等の
Ｃｏ化合物、酢酸ニッケル等のＮｉ化合物、酢酸銅等の
Ｃｕ化合物などが挙げられる。

【００２６】ここで、脱水能力があり、かつパルプ成分
を着色せずに吸水性ポリマーのみを着色できる遷移金属
塩のイオンとしては、Ｆｅイオン、Ｃｏイオン、Ｎｉイ
オン、Ｃｕイオン等があるが、色の鮮やかさの点から
は、水中で吸水性ポリマーに取り込まれたとき赤桃色な
いし赤色を呈するＣｏイオンがより好ましい。

【００２７】水中で吸水性ポリマーに取り込まれたとき
茶褐色ないし褐色を呈するＦｅイオンも、乾燥後パルプ
成分の着色が若干みられものの、希塩酸や希硫酸処理に
より容易に脱色できるので問題なく使用できる。

【００２８】これらの遷移金属塩のみでも、脱水および
収縮・固化を十分に行うことができるが、Ｆｅ化合物以
外の遷移金属塩は、一般にＭｇ化合物、Ｃａ化合物等に
比してかなり高価である。そのため、遷移金属塩の使用
は、パルプ成分と吸水性ポリマーとの識別が可能な程度
の着色を得られる量だけとして、脱水反応の目的のため
には、より安価なアルカリ金属塩またはアルカリ土類金
属塩を併用することもできる。

【００２９】脱水効率の点では、アルカリ金属塩よりア
ルカリ土類金属塩の方が、より多価の金属塩であるため
より好ましいが、脱水のし過ぎはポリマー粒子を小さく
し過ぎるため、粒子の沈降速度を遅らせることとなり、
よって、以下の沈降分離のためにはポリマーの粒径を適
度のものとする必要がある。

【００３０】これらの点をも考慮して、遷移金属塩と共
に、適宜調節した量のアルカリ金属塩またはアルカリ土
類金属塩を併用することができる。

【００３１】アルカリ金属塩としては、例えば、塩化ナ
トリウム、塩化カリウム等が挙げられ、アルカリ土類金
属塩としては、例えば、塩化マグネシウム、塩化カルシ
ウム等が挙げられる。

【００３２】次いで、遷移金属塩単独または遷移金属塩
とアルカリ金属塩もしくはアルカリ土類金属塩との混合
物の添加により、脱水・着色した吸水性ポリマーが、収
縮・沈殿するので、例えば、沈降分離により、パルプ成
分と吸水性ポリマーとを分離する。

【００３３】この分離に際し、分離したパルプ成分に着
色した吸水性ポリマーが含まれる場合には、容易に判断
できるので、必要に応じ沈降分離を繰り返して、パルプ
成分および吸水性ポリマーを高純度で分離回収できる。

【００３４】さらに、分離したパルプ成分および吸水性
ポリマーを、それぞれ洗浄処理する。例えば、分離した
パルプ成分は、まず、０．１〜１Ｎ、好ましくは０．１
〜０．５Ｎの希塩酸や希硫酸、酢酸等のプロトン酸を用
いて、次いでイオン交換水を用いて洗浄処理する。これ
により多価金属塩を含まないパルプ成分を回収でき、こ
れを乾燥することにより、紙おむつ等の吸収性物品など
の原料として再利用できる。

【００３５】一方、分離した吸水性ポリマーは、例え
ば、希塩酸およびイオン交換水を用いて洗浄処理する。
これにより多価金属塩を含まない吸水性ポリマーを回収
でき、これを乾燥することにより、紙おむつ等の吸収性
物品などの原料として再利用できる。

【００３６】さらに、前記洗浄処理で得られる洗浄液中
の微量の遷移金属塩、アルカリ金属塩またはアルカリ土
類金属塩を、例えば、蒸発乾固および／またはキレート
樹脂やイオン交換樹脂等への吸着により回収することも
できる。

【００３７】また、分離した吸水性ポリマー中に、脱水
・着色剤として取り込まれた、遷移金属塩、アルカリ金
属塩またはアルカリ土類金属塩を、例えば、蒸発乾固お
よび／または希塩酸、希硫酸、酢酸等による酸処理など
により容易に回収することもできる。

【００３８】さらに、この酸処理後の吸水性ポリマー
は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等によ
るアルカリで中和処理（アルカリ処理）することによ
り、その本来の吸水力を回復させることもできる。アル
カリ処理後乾燥することにより、紙おむつ等の吸収性物
品などの原料として再利用できる。

【００３９】

【実施例】実施例１〜６ （株）クレシア製大人用紙おむつ（吸収性物品、吸水性
ポリマーとして三洋化成工業（株）社製アクリル酸重合
体部分ナトリウム塩架橋物を使用）を破断して、パルプ
成分と吸水性ポリマーとの混合物からなるシートを取出
し、分離試験用に約４ｇとなるように裁断し、得られる
試験片に人工尿（１％の塩化ナトリウム水溶液）を吸収
させてゲル状としたものを試料とした。

【００４０】このゲル状の試料を、表１に示す多価金属
塩の水溶液を入れた沈殿槽中に入れ、５分間攪拌後、１
０分間放置した。試料中の吸水性ポリマーが脱水される
とともに、収縮・固化され、同時に、着色されて沈降す
るので、パルプ成分と吸水性ポリマーとを沈降分離によ
り分離した。パルプ成分に吸水性ポリマーが混入してい
る場合には、沈降分離を数回繰り返した。

【００４１】次いで、分離したパルプ成分および吸水性
ポリマーを、いずれも希塩酸およびイオン交換水で洗浄
処理した後、加熱下に乾燥して、それぞれを回収してそ
れらの重量を測定した。

【００４２】さらに、前記洗浄処理で得られる洗浄液
中、および沈殿槽中の、遷移金属塩、アルカリ金属塩ま
たはアルカリ土類金属塩を、蒸発乾固により回収し、そ
の重量を測定した。また、金属塩の混合物を使用した場
合は必要に応じカラム処理により目的の金属塩を単離し
た。

【００４３】また、分離した吸水性ポリマー中に、脱水
・着色剤として取り込まれた、多価金属塩を、酸処理に
より回収した。さらに、この酸処理後の吸水性ポリマー
を、アルカリで中和処理（アルカリ処理）すると、その
本来の吸水力を回復させることができた。

【００４４】表１に、処理前のシートの重量、回収パル
プ成分の重量（乾燥後）、回収吸水性ポリマーの重量
（乾燥後）、および次式で求めた全回収率の値を示し
た。 全回収率＝｛（回収パルプ成分の重量＋回収吸水性ポリ
マーの重量）ｇ／（処理前のシートの重量）ｇ｝×１０
０（％）

【００４５】

【表１】

【００４６】表１の結果から、実施例１〜６の全てにお
いて、全回収率の値が１００％に近いことから、各多価
金属塩の添加により、パルプ成分および吸水性ポリマー
を高収率で分離回収できたことが分かる。

【００４７】なお、全回収量（全回収率）に対し、パル
プ成分および吸水性ポリマーの回収量（回収率）が一定
でないが、これは試料中のパルプ成分と吸水性ポリマー
との分布が均一でないことによると考えられる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、使用済み吸収性物品に
含有される、パルプ成分と吸水性ポリマーとのゲル状混
合物に、遷移金属塩単独または遷移金属塩とアルカリ金
属塩もしくはアルカリ土類金属塩との混合物を添加し
て、吸水性ポリマーに含まれる水分を脱水するととも
に、吸水性ポリマーを収縮・固化し、同時に、遷移金属
塩により吸水性ポリマーを着色することにより、使用済
み吸収性物品からパルプ成分および吸水性ポリマーを高
収率、高純度で分離回収し、再利用可能とすることがで
きる。この結果、再利用可能による経済的効果を達成す
るのみならず、資源保護にも寄与し、また、焼却処理の
減少に伴なう環境保護にも寄与することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C098 AA09 DD06 DD14 DD20 DD29 4D004 AA07 AA12 AA50 BA07 BA09 CA12 CA13 CA34 CA40 CC11 CC20 4L055 BA16 BA40 FA20 GA35

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用済み吸収性物品に含有される、パル
   プ成分と吸水性ポリマーとのゲル状混合物に、遷移金属
   塩単独または遷移金属塩とアルカリ金属塩もしくはアル
   カリ土類金属塩との混合物を添加して、吸水性ポリマー
   に含まれる水分を脱水し、吸水性ポリマーを収縮・固化
   するとともに、前記遷移金属塩により吸水性ポリマーを
   着色した後、パルプ成分および吸水性ポリマーをそれぞ
   れ分離回収することを特徴とする、使用済み吸収性物品
   からのパルプ成分および吸水性ポリマーの分離回収法。
2. 【請求項２】 分離したパルプ成分および吸水性ポリマ
   ーを、それぞれ洗浄処理することを特徴とする、請求項
   １に記載の使用済み吸収性物品からのパルプ成分および
   吸水性ポリマーの分離回収法。
3. 【請求項３】 分離に使用した前記遷移金属塩、アルカ
   リ金属塩またはアルカリ土類金属塩を、前記洗浄処理で
   得られる洗浄液から回収することを特徴とする、請求項
   ２に記載の使用済み吸収性物品からのパルプ成分および
   吸水性ポリマーの分離回収法。
4. 【請求項４】 分離に使用した前記遷移金属塩、アルカ
   リ金属塩またはアルカリ土類金属塩を、分離した吸水性
   ポリマーから酸処理により回収することを特徴とする、
   請求項１に記載の使用済み吸収性物品からのパルプ成分
   および吸水性ポリマーの分離回収法。
5. 【請求項５】 前記酸処理後の吸水性ポリマーをアルカ
   リ処理して、吸水性ポリマーの吸水力を回復させること
   を特徴とする、請求項４に記載の使用済み吸収性物品か
   らのパルプ成分および吸水性ポリマーの分離回収法。