使用后的高吸水性聚合物的再生方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種將從使用后的吸收性物品等中回收的使用后的高吸水性聚合物在不使用酸或堿的情況下簡單且廉價地再生的方法。將使用后的高吸水性聚合物用氯化鈣等多價金屬鹽的水溶液進行處理，將用多價金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性聚合物用氯化鈉等堿金屬鹽水溶液進行處理，用水洗滌用堿金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性聚合物，然后，將用水洗滌了的高吸水性聚合物進行干燥。
【專利說明】使用后的高吸水性聚合物的再生方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種使用后的高吸水性聚合物（以下也稱為"SAP"）的再生方法（水 分吸收能力恢復方法）。另外，本發(fā)明涉及一種從使用后的吸收性物品中回收再生高吸水性 聚合物的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在紙尿布、失禁襯墊、失禁護墊、衛(wèi)生巾、衛(wèi)生護墊等吸收性物品中，在大多數(shù)情況 下，使用在其吸收體中混合有紙漿和高吸水性聚合物的物質(zhì)。正在研究從使用后的吸收性 物品中回收、再生高吸水性聚合物，即恢復水分吸收能力并再利用。
[0003] 例如，在專利文獻1中公開了如下方法：向使用后的吸收性物品所含的紙漿成分 和高吸水性聚合物的凝膠狀混合物中添加單獨的過渡金屬鹽或過渡金屬鹽和堿金屬鹽或 堿土金屬鹽的混合物，脫除高吸水性聚合物中所含的水分，收縮和固化高吸水性聚合物，同 時，利用過渡金屬鹽將高吸水性聚合物著色后，分別分離回收紙漿成分和高吸水性聚合物， 將分離所使用的過渡金屬鹽、堿金屬鹽或堿土金屬鹽從分離后的高吸水性聚合物中通過酸 處理進行回收，將酸處理后的高吸水性聚合物進行堿處理，使高吸水性聚合物的水分吸收 能力恢復。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1 :日本特開2003-225645


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的課題
[0008] 專利文獻1中記載的方法包括酸處理或堿處理的工序。由于酸或堿腐蝕裝置，期 望不包括酸處理或堿處理的工序的方法。另外，酸或堿損害人的肌膚。在通過酸處理后的 堿處理沒有完全被中和時，有可能在再生的高吸水性聚合物中殘留酸或堿。在將殘留有酸 或堿的再生高吸水性聚合物再利用于紙尿布等吸收性物品的情況下，存在酸或堿有可能損 害人的肌膚的問題。
[0009] 本發(fā)明提供一種不使用酸或堿而簡單且經(jīng)濟地再生使用后的高吸水性聚合物的 方法，即，恢復使用后的高吸水性聚合物的水分吸收能力的方法。
[0010] 解決課題的手段
[0011] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過用多價金屬鹽水溶液進行處理而脫水的高吸水性聚合物意外 地不使用酸或堿、而僅用堿金屬鹽水溶液進行處理，即可恢復水分吸收能力，由此完成了本 發(fā)明。
[0012] 本發(fā)明提供使用后的高吸水性聚合物的再生方法，包括將使用后的高吸水性聚合 物用多價金屬鹽水溶液進行處理的工序；和將用多價金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性 聚合物用堿金屬鹽水溶液進行處理的工序。
[0013] 本發(fā)明還提供從使用后的吸收性物品中回收再生高吸水性聚合物的方法，其包 括：從使用后的吸收性物品中回收高吸水性聚合物的工序；將回收的高吸水性聚合物用多 價金屬鹽水溶液進行處理的工序；將用多價金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性聚合物用 堿金屬鹽水溶液進行處理的工序；將用堿金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性聚合物用水 洗滌的工序；和將用水洗滌了的高吸水性聚合物進行干燥的工序。
[0014] 更詳細地說，本發(fā)明如下所述。
[0015] [1] 一種使用后的高吸水性聚合物的再生方法，包括：將使用后的高吸水性聚合 物用多價金屬鹽水溶液進行處理的工序；和將用多價金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性 聚合物用堿金屬鹽水溶液進行處理的工序。
[0016] [2]根據(jù)[1]所述的方法，其特征在于，多價金屬鹽為堿土金屬鹽。
[0017] [3]根據(jù)[2]所述的方法，其特征在于，堿土金屬鹽水溶液相對于Ig干燥質(zhì)量的高 吸水性聚合物含有4. 5?IOmmol的堿土金屬鹽。
[0018] [4]根據(jù)[1]?[3]中任一項所述的方法，其中，堿金屬鹽水溶液相對于Ig干燥質(zhì) 量的高吸水性聚合物含有30?150_〇1的堿金屬鹽。
[0019] [5]根據(jù)[1]?[4]中任一項所述的方法，還包括將用堿金屬鹽水溶液進行了處理 的高吸水性聚合物用水洗滌的工序。
[0020] [6] -種從使用后的吸收性物品中回收再生高吸水性聚合物的方法，包括：從使 用后的吸收性物品中回收高吸水性聚合物的工序；將回收的高吸水性聚合物用多價金屬鹽 水溶液進行處理的工序；將用多價金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性聚合物用堿金屬鹽 水溶液進行處理的工序；將用堿金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性聚合物用水洗滌的工 序；和將用水洗滌了的高吸水性聚合物進行干燥的工序。
[0021] 發(fā)明效果
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，可以將使用后的高吸水性聚合物在不使用酸或堿的情況下簡單且廉 價地再生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1表示CaCl2水溶液處理后的SAP的水分吸收量。
[0024] 圖2表示通過NaCl水溶液處理的來自SAP的Ca釋放量。
[0025] 圖3表示通過KCl水溶液處理的來自SAP的Ca釋放量。
[0026] 圖4表示NaCl或KCl水溶液處理后的SAP的水分吸收量。
[0027] 圖5表示通過酸處理的來自SAP的Ca釋放量。
[0028] 圖6表示酸處理后的SAP的水分吸收量。

【具體實施方式】
[0029] 本發(fā)明提供使用后的高吸水性聚合物的再生方法，其包括：將使用后的高吸水性 聚合物用多價金屬鹽水溶液進行處理的工序；和將用多價金屬鹽水溶液進行了處理的高吸 水性聚合物用堿金屬鹽水溶液進行處理的工序。
[0030] 在此，使用后的高吸水性聚合物是指：不論高吸水性聚合物的用途如何，吸收水等 液體后的高吸水性聚合物。
[0031] 本發(fā)明還提供從使用后的吸收性物品中回收再生高吸水性聚合物的方法，其包 括：從使用后的吸收性物品中回收高吸水性聚合物的工序；將回收的高吸水性聚合物用多 價金屬鹽水溶液進行處理的工序，將用多價金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性聚合物用 堿金屬鹽水溶液進行處理的工序；將用堿金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性聚合物用水 洗滌的工序；和將用水洗滌了的高吸水性聚合物進行干燥的工序。
[0032] 首先，對將使用后的高吸水性聚合物用多價金屬鹽水溶液進行處理的工序進行說 明。
[0033] 高吸水性聚合物通常在液體中解離鈉，高吸水性聚合物中的羧基的氧具有負電 荷，通過將水拉入到具有負電荷的氧中而進行吸水。但是，在液體中存在堿土金屬或過渡金 屬的2價或其以上的陽離子時，高吸水性聚合物中的羧基的氧與該陽離子結(jié)合而喪失吸水 性。即，通過用多價金屬鹽水溶液進行處理，可以從高吸水性聚合物中脫除水，即，對高吸水 性聚合物進行脫水。
[0034] 作為多價金屬鹽，可使用堿土金屬鹽、過渡金屬鹽等。
[0035] 作為堿土金屬鹽，可使用鈹、鎂、鈣、鍶和鋇的水溶性鹽。作為優(yōu)選的堿土金屬鹽， 可舉出氯化鈣、硝酸鈣、氯化鎂、硝酸鎂等，其中，優(yōu)選為氯化鈣。
[0036] 作為過渡金屬鹽，可舉出鐵、鈷、鎳、銅等水溶性的鹽，只要是被攝入吸水性聚合物 中的物質(zhì)，就可以使用無機酸鹽、有機酸鹽、絡合物等，但從費用和獲得容易性等的觀點考 慮，優(yōu)選為無機酸鹽或有機酸鹽。作為無機酸鹽，例如可舉出：氯化鐵、硫酸鐵、磷酸鐵、硝酸 鐵等鐵鹽、氯化鈷、硫酸鈷、磷酸鈷、硝酸鈷等鈷鹽、氯化鎳、硫酸鎳等鎳鹽、氯化銅、硫酸銅 等銅鹽等。作為有機酸鹽類，例如可舉出：乳酸鐵、醋酸鈷、硬脂酸鈷、醋酸鎳、醋酸銅等。
[0037] 多價金屬鹽的量相對于Ig (干燥質(zhì)量）的高吸水性聚合物優(yōu)選為4mmol以上，更 優(yōu)選為4. 5?IOmmol，進一步優(yōu)選為5?8_〇1。多價金屬鹽的量過少時，高吸水性聚合物 的脫水不充分。多價金屬鹽的量過多時，多余的多價金屬離子不能被吸入到高吸水性聚合 物中而原樣殘留于處理液中，因此，導致多價金屬鹽的浪費，使處理費用增加。
[0038] 多價金屬鹽水溶液中的多價金屬鹽的濃度，只要是能使多價金屬離子被吸入到高 吸水性聚合物中的濃度，就沒有特殊限定，優(yōu)選為4mmol/升以上，更優(yōu)選為4. 5?IOmmol/ 升，進一步優(yōu)選為5?8mmol/升。濃度過低時，高吸水性聚合物的脫水不充分。濃度過高 時，多余的多價金屬離子不能被吸入到高吸水性聚合物中而原樣殘留于處理液中，因此，導 致多價金屬鹽的浪費，使處理費用增加。
[0039] 多價金屬鹽水溶液處理的時間只要是足以使多價金屬離子被吸入到高吸水性聚 合物中的時間，就沒有特殊限定，優(yōu)選為10分鐘以上，更優(yōu)選為20分鐘?2小時，進一步優(yōu) 選為40分鐘?90分鐘。處理時間過短時，高吸水性聚合物的脫水不充分。處理時間超過 某一數(shù)值時，被吸入到高吸水性聚合物中的多價金屬離子的量飽和，因此，超過該值的處理 時間沒有意義。
[0040] 多價金屬鹽水溶液的溫度只要是能使多價金屬離子被吸入到高吸水性聚合物中 的溫度，就沒有特殊限定，通常為高于〇°c、低于KKTC的溫度。雖然在室溫下也是充分的， 但為了加快反應速度，也可以進行加熱。在進行加熱的情況下，優(yōu)選為室溫?60°C，更優(yōu)選 為室溫?40°C，進一步優(yōu)選為室溫?30°C。
[0041] 接著，對將用多價金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性聚合物用堿金屬鹽水溶液 進行處理的工序進行說明。
[0042] 通過用堿金屬鹽水溶液進行處理，可以恢復高吸水性聚合物的水分吸收能力。
[0043] 予以說明，將高吸水性聚合物用多價金屬鹽水溶液進行處理后，優(yōu)選將高吸水性 聚合物不進行干燥而供于用堿金屬鹽水溶液進行處理的工序。在用堿金屬鹽水溶液進行處 理的工序之前，將高吸水性聚合物進行干燥時，有可能難以恢復高吸水性聚合物的水分吸 收能力。
[0044] 作為堿金屬鹽，可使用鋰、鈉、鉀、銣和銫的水溶性的鹽。作為優(yōu)選的堿金屬鹽，可 舉出氯化鈉、氯化鉀、硝酸鈉、硝酸鉀、硫酸鈉、硫酸鉀等，其中，優(yōu)選為氯化鈉和氯化鉀。
[0045] 堿金屬鹽的量相對于高吸水性聚合物Ig (干燥質(zhì)量）優(yōu)選為20mmol以上，更優(yōu)選 為30?150mmol，進一步優(yōu)選為40?120mmol。堿金屬鹽的量過少時，高吸水性聚合物的 水分吸收能力的恢復不充分。堿金屬鹽的量過多時，多余的堿金屬離子不能被吸入到高吸 水性聚合物中而原樣殘留于處理液中，因此，導致堿金屬鹽的浪費，使處理費用增加。
[0046] 堿金屬鹽水溶液中的堿金屬鹽的濃度只要是能使多價金屬離子從高吸水性聚合 物中脫離的濃度，就沒有特殊限定，優(yōu)選為20mmol/升以上，更優(yōu)選為30?150mmol/升，進 一步優(yōu)選為40?120mmol/升。濃度過低時，高吸水性聚合物的水分吸收能力的恢復不充 分。濃度過高時，多余的堿金屬離子不能被吸入到高吸水性聚合物中而原樣殘留于處理液 中，因此，導致堿金屬鹽的浪費，使處理費用增加。
[0047] 堿金屬鹽水溶液處理的時間只要是足以使多價金屬離子從高吸水性聚合物中脫 離的時間，就沒有特殊限定，優(yōu)選為1小時以上，更優(yōu)選為2?10小時，進一步優(yōu)選為4? 8小時。處理時間過短時，高吸水性聚合物的水分吸收能力的恢復不充分。處理時間超過 某一數(shù)值時，高吸水性聚合物的水分吸收量也不會增加，因此，超過該值的處理時間沒有意 義。
[0048] 堿金屬鹽水溶液的溫度只要是能使多價金屬離子從高吸水性聚合物中脫離的溫 度，就沒有特殊限定，通常為高于〇°C且低于KKTC的溫度。雖然在室溫下也是充分的，但為 了加快反應速度，也可以進行加熱。在進行加熱的情況下，優(yōu)選為室溫?60°C，更優(yōu)選為室 溫?40°C，進一步優(yōu)選為室溫?30°C。
[0049] 本發(fā)明的方法還可以包括將用堿金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性聚合物用 水洗滌的工序。
[0050] 洗滌可以通過從堿金屬鹽水溶液中取出高吸水性聚合物，放入大量的水中攪拌來 進行。洗滌可以進行多次。用于洗滌的水只要是不含阻礙高吸水性聚合物的水分吸收能力 的恢復的成分，就沒有特殊限定，優(yōu)選為純水，可以優(yōu)選使用蒸餾水或離子交換水。
[0051] 對于用于1次洗滌的水的用量、1次洗滌的時間、洗滌次數(shù)來說，只要是能充分降 低洗滌后的高吸水性聚合物中殘留的堿金屬鹽的濃度（只要是在再生的高吸水性聚合物 的用途中不產(chǎn)生不良影響的程度的濃度），就沒有特殊限定，例如，用于1次洗滌的水的用 量相對于高吸水性聚合物Ig (干燥質(zhì)量）優(yōu)選為0. 4L以上,更優(yōu)選為0. 6?2. 0L,進一步 優(yōu)選為0. 8?I. 5L。1次洗滌的時間優(yōu)選為15分鐘以上，更優(yōu)選為30分鐘?2小時，進一 步優(yōu)選為45分鐘?1小時15分鐘。洗滌次數(shù)為至少1次，優(yōu)選2次，更優(yōu)選3次。用于1 次洗滌的水的用量、1次洗滌的時間、洗滌次數(shù)過少時，殘留于洗滌后的高吸水性聚合物中 的堿金屬鹽的濃度不能充分降低。用于1次洗滌的水的用量、1次洗滌的時間、洗滌次數(shù)過 多時，不經(jīng)濟。
[0052] 用于洗滌的水的溫度，只要是能充分降低殘留于洗滌后的高吸水性聚合物中的堿 金屬鹽的濃度，就沒有特殊限定，通常為高于〇°C且低于KKTC的溫度。雖然在室溫下也是 充分的，但為了加快反應速度，也可以進行加熱。在進行加熱的情況下，優(yōu)選為室溫?60°C， 更優(yōu)選為室溫?40°C，進一步優(yōu)選為室溫?30°C。
[0053] 以上，以使用間歇式裝置實施的情況為例，對本發(fā)明方法進行說明，但本發(fā)明的方 法也可以使用流通式裝置來實施。在使用流通式裝置實施的情況下，例如可以通過如下方 法進行：在流通式處理槽中填充使用后的高吸水性聚合物，使多價金屬鹽水溶液流入流通 式處理槽中，多價金屬離子被充分吸入高吸水性聚合物之后，停止多價金屬鹽水溶液的供 給，取而代之，流入堿金屬鹽水溶液，從高吸水性聚合物中脫離大部分多價金屬離子之后， 停止堿金屬鹽水溶液的供給，取而代之，流入用于洗滌的水，在堿金屬鹽濃度充分下降之 后，停止水的供給，取而代之，流入用于干燥的暖風，充分干燥之后，停止暖風的供給，從流 通式處理槽中取出高吸水性聚合物。
[0054] 作為高吸水性聚合物，可舉出將親水性單體聚合而得到的水溶脹性交聯(lián)聚合物 等。作為其結(jié)構(gòu)、組成，沒有特殊限定，具體地說，可舉出：部分中和的交聯(lián)聚丙烯酸聚合物、 交聯(lián)的部分中和的淀粉-丙烯酸接枝聚合物、異丁烯-馬來酸共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸 共聚物的皂化物、丙烯酰胺或（共）聚合物的水解物、丙烯腈聚合物的水解物、（甲基）丙 烯酰胺衍生物等。其中，優(yōu)選為聚丙烯酸鹽系交聯(lián)聚合物。作為聚丙烯酸鹽系交聯(lián)聚合物， 優(yōu)選聚合物中的酸基的50?90摩爾％被中和，作為鹽，可例示堿金屬鹽、銨鹽、胺鹽等。
[0055] 從本發(fā)明的使用后的吸收性物品回收再生高吸水性聚合物的方法包括從使用后 的吸收性物品中回收高吸水性聚合物的工序。
[0056] 作為吸收性物品，可舉出：紙尿布、失禁襯墊、失禁護墊、衛(wèi)生巾、衛(wèi)生護墊等，但 只要是含有高吸水性聚合物的吸收性物品，并不限定于此。這些吸收性物品通常含有高吸 水性聚合物和紙漿的混合物作為吸收體。
[0057] 為了從使用后的吸收性物品中回收高吸水性聚合物，可以通過將吸收性物品解 體、取出含有高吸水性聚合物的吸收體來進行?？梢栽谠摃r刻分離高吸水性聚合物和紙漿， 但高吸水性聚合物和紙漿的分離手段沒有特殊限定。
[0058] 本發(fā)明的從使用后的吸收性物品中回收再生高吸水性聚合物的方法包括將回收 的高吸水性聚合物用多價金屬鹽水溶液進行處理的工序。既可以僅將從使用后的吸收性 物品中回收、分離的高吸水性聚合物供于多價金屬鹽水溶液處理工序，也可以將含有從使 用后的吸收性物品中回收的高吸水性聚合物的吸收體（即，高吸水性聚合物和紙漿的混合 物）供于多價金屬鹽水溶液處理工序。后者的情況下，在多價金屬鹽水溶液中，脫水的高吸 水性聚合物沉淀，因此，可以通過沉降分離等比較容易地從紙漿中分離高吸水性聚合物。該 情況下，將通過沉降分離得到的高吸水性聚合物供于后續(xù)的用堿金屬鹽水溶液進行處理的 工序。
[0059] 再生的高吸水性聚合物可以再次用于吸收性物品的吸收體。再生的高吸水性聚合 物也可以在吸收性物品的吸收體以外的高吸水性聚合物一般所使用的用途中使用。例如， 也可用于農(nóng)園藝保水材料、土木用止水材料或光纜用止水材料等產(chǎn)業(yè)用吸收性物品、醫(yī)療 用片材等醫(yī)療材料、食品用鮮度保持材料、食品用液滴吸收材料等用途。
[0060] 實施例
[0061] [高吸水性聚合物的氯化鈣水溶液處理]
[0062] 量取Ig干燥質(zhì)量的高吸水性聚合物（住友精化株式會社制Aqua Keep)，放入網(wǎng)殼 (由250目尼龍網(wǎng)（NBC工業(yè)株式會社的N-No. 250HD)構(gòu)成的200mmX 200mm的袋狀）。將 放入網(wǎng)殼中的高吸水性聚合物在IL蒸餾水中攪拌10分鐘，使高吸水性聚合物吸水。在蒸 饋水中加入氯化I丐（l、2、3、4、5、6、8、10mmol)，攪拌1小時。從蒸饋水中取出網(wǎng)殼，通過懸掛 10分鐘來進行除水。然后，測定高吸水性聚合物的水分吸收量。
[0063] 予以說明，Ig干燥質(zhì)量的高吸水性聚合物（SAP)的水分吸收量按照下式算出。
[0064] Ig干燥質(zhì)量的SAP中所含的水分量（g)=除水后的總質(zhì)量一（網(wǎng)殼的質(zhì)量+SAP 的質(zhì)量lg)
[0065] 另外，在比較例和實施例中，試劑全部使用的是和光純藥工業(yè)株式會社制的特級 試劑（JIS標準）。
[0066] 結(jié)果不于表1和圖1。
[0067] Ca的添加量與SAP的水分吸收量的關(guān)系大致呈比例，隨著Ca添加量的增加，水分 吸收量減少。另外可知，當每Ig干燥重量的SAP添加4. 5_〇1的Ca時，SAP完全喪失吸水 性。
[0068] 以下，將用相對于Ig干燥重量的SAP含有4. 5mmol以上的氯化鈣的水溶液進行處 理、喪失了吸水性的SAP稱為"失活SAP"。
[0069] [表1] CaCl2水溶液處理后的SAP水分吸收量
[0070]

【權(quán)利要求】
1. 使用后的高吸水性聚合物的再生方法，其包括以下工序： 將使用后的高吸水性聚合物用多價金屬鹽水溶液進行處理的工序，和 將用多價金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性聚合物用堿金屬鹽水溶液進行處理的 工序。
2. 權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，多價金屬鹽為堿土金屬鹽。
3. 權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，堿土金屬鹽水溶液相對于lg干燥質(zhì)量的高吸 水性聚合物含有4. 5?lOmmol的堿土金屬鹽。
4. 權(quán)利要求1?3任一項所述的方法，其特征在于，堿金屬鹽水溶液相對于lg干燥質(zhì) 量的高吸水性聚合物含有30?150_〇1的堿金屬鹽。
5. 權(quán)利要求1?4任一項所述的方法，其特征在于，還包括用水洗漆用堿金屬鹽水溶液 進行了處理的高吸水性聚合物的工序。
6. 從使用后的吸收性物品中回收再生高吸水性聚合物的方法，其包括以下工序： 從使用后的吸收性物品中回收高吸水性聚合物的工序； 將回收的高吸水性聚合物用多價金屬鹽水溶液進行處理的工序； 將用多價金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性聚合物用堿金屬鹽水溶液進行處理的 工序； 將用堿金屬鹽水溶液進行了處理的高吸水性聚合物用水洗滌的工序；和 將用水洗滌了的高吸水性聚合物進行干燥的工序。
【文檔編號】B01J20/34GK104245119SQ201380015510
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月23日
【發(fā)明者】船水尚行, 牛島健, 土方野分, 吉川宙希, 小希孝義, 大庭徹 申請人:國立大學法人北海道大學, 尤妮佳股份有限公司