CN102770251B - 超吸收聚合物颗粒的回收利用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含回收利用的超吸收聚合物颗粒的吸收芯,所述超吸收聚合物颗粒先前已被固化的热塑性组合物固定。通过利用超临界流体诸如二氧化碳、丙烷或它们的混合物能够将超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物分离。
Description
发明领域
本发明涉及先前已被固化的热塑性组合物固定的超吸收聚合物颗粒的回收利用。通过利用包括二氧化碳、丙烷或它们的混合物的超临界流体可将超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物分离。
发明背景
在高速制造一次性吸收制品诸如尿布和卫生巾的过程中,经常检测到有瑕疵或残缺的制品并将它们从生产过程中废弃。尽管不适于销售,但是这些废品可包含很贵重的材料而不可丢弃。相反,可能期望从缺陷产品中回收某些材料。尤其期望回收通常包括在一次性吸收制品中的超吸收聚合物颗粒。
现今,大多数一次性尿布使用具有超吸收聚合物颗粒的吸收芯,所述聚合物颗粒掺有纸浆纤维(所谓的“透气毡”),例如纤维素纤维。在这些尿布中,超吸收聚合物颗粒主要被周围的纸浆纤维保持在适当位置。因此可通过将制品撕碎并将超吸收聚合物颗粒摇晃出来回收超吸收聚合物颗粒,所述摇晃是通过例如振动以将颗粒从周围的纸浆纤维中释放出。
然而,对于其中吸收芯不含透气毡或者其中吸收芯仅包含少量透气毡的吸收制品的移动,超吸收聚合物颗粒必须用不同的方式固定,因为它们不再能够被周围的浆纤维保持在适当位置。固定吸收芯内的超吸收聚合物颗粒的一种方式为通过使用粘合剂。尽管这些粘合剂相对于超吸收聚合物颗粒的量以少量使用,但是它们紧密地粘附到超吸收聚合物颗粒。粘合剂除了将超吸收聚合物颗粒彼此连接之外,也能够将超吸收聚合物颗粒固定到诸如非织造纤维网的载体基底。从而,颗粒不能够被简单摇晃出而对其回收利用。
期望具有将超吸收聚合物颗粒与粘合剂分离的方法以便重获颗粒。还将期望能够通过分离后将超吸收聚合物颗粒引入其它新制造的吸收制品中而对它们回收利用。因此,超吸收聚合物颗粒的性能,尤其是关于它们的渗透性,而且还针对它们的容量和自由溶胀速率,不应在回收利用过程中过度降低,其中超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物分离。
发明概述
本发明涉及包含超吸收聚合物颗粒的吸收芯。超吸收聚合物颗粒的一部分为回收利用的超吸收聚合物颗粒,所述回收利用包括将受污染的超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物分离。
本发明还涉及超吸收聚合物颗粒在吸收芯中的用途,其中所述超吸收聚合物颗粒的至少一部分为回收利用的超吸收聚合物颗粒。
此外,本发明涉及将超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物分离的方法,所述方法包括以下步骤:
a)提供超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物的附聚物,其中所述超吸收聚合物颗粒的至少一部分粘附到所述固化的热塑性组合物的至少一部分,
b)使所述附聚物经历超临界流体,所述超临界流体包括二氧化碳、丙烷或它们的混合物。
通过所述方法获得的分离的超吸收聚合物颗粒的尿液渗透性测量值在所述超吸收聚合物颗粒经历步骤a)和b)时降低不超过40%。
附图简述
通过参照以下说明、所附权利要求和附图,将会更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点,其中:
图1为作为本发明吸收制品的实例的尿布的平面图。
图2为用于进行尿液渗透性测量测试的适宜渗透性测量系统的局部横截面侧视图。
图3为用于进行尿液渗透性测量测试的活塞/滚筒组合件的横截面侧视图。
图4为适用于图3中所示出的活塞/滚筒组合件的活塞头的顶视图。
图5为放置在用于溶胀相的烧结盘上的图3的活塞/滚筒组合件的横截面侧视图。
发明详述
定义
“吸收制品”是指吸收和容纳身体流出物的装置,并且更具体地讲,是指紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳从身体排出的各种流出物的装置。吸收制品可包括尿布、裤、训练裤、成人失禁内衣、卫生巾等。如本文所用,术语“体液”或“身体流出物”包括但不限于尿液、血液、阴道分泌物、乳汁、汗液和粪便。本发明优选的吸收制品为尿布、裤、训练裤和/或卫生巾。
“吸收芯”是指通常设置在吸收制品的顶片和底片之间以用于吸收并容纳由吸收制品接纳的液体的结构。吸收芯通常包括吸收材料如透气毡(包括纤维素纤维)、超吸收聚合物颗粒(下文称为SAP颗粒)及可能的非织造纤维网。在一个实施方案中,吸收芯可包括小于10%的纤维素纤维或者甚至可基本上不含纤维素(即,小于1%的纤维素)并且可包括一个或多个基底,设置在所述一个或多个基底上的SAP颗粒,和固化的热塑性组合物。将固化的热塑性组合物施用在SAP颗粒上及一个或多个基底的至少一部分上以用于将SAP颗粒固定在一个或多个基底上。一个或多个基底可包括非织造纤维网或由非织造纤维网组成。非织造纤维网将至少部分围绕SAP颗粒和固化的热塑性组合物,因此这些非织造材料经常被称为芯包裹物或芯覆盖件。芯包裹物或芯覆盖件可由上层和下层组成,所述上层朝向吸收制品的面向身体的表面,所述下层朝向吸收制品的面向衣服侧。所述两个层可围绕它们的周边连续或间歇地彼此结合。上层和下层可由相同的非织造纤维网制成或者可由不同的非织造纤维网制成,即,上层可为流体可透过的,而下层可为流体不可透过的。芯包裹物/芯覆盖件也可由单个非织造纤维网组成,所述非织造纤维网包封了SAP颗粒和固化的热塑性组合物。在多层吸收芯中,一个或多个基底层(例如,非织造纤维网)可另外置于吸收芯内以至少部分分离并分割SAP颗粒。
在本发明中,吸收芯将通常包括按吸收材料的重量计(即不包括任何基底层)大于80%,更优选大于90%的SAP颗粒。吸收芯甚至可不含透气毡。吸收芯的吸收材料也可仅由SAP颗粒组成。
在一个实施方案中,除了SAP颗粒之外,吸收芯还包含气味控制化合物。气味控制化合物可以气味控制颗粒的形式被提供。气味控制颗粒可均匀分布于整个吸收芯,或者作为另外一种选择,可仅在离散区域内被提供,而其它区域不含气味控制颗粒。例如,气味控制颗粒可以一个或多个离散层的形式在吸收芯内被提供。气味控制颗粒可具有的粒度类似于SAP颗粒的粒度。在一个实施方案中,气味控制化合物例如气味控制颗粒包含四乙酰乙二胺和过碳酸盐。包含过碳酸盐和四乙酰乙二胺的气味控制颗粒可由每个吸收芯200mg至400mg,优选250mg至350mg的量组成。通常,吸收芯中SAP颗粒的重量将为气味控制化合物重量的30倍至50倍,优选地,吸收芯中SAP颗粒的重量将为气味控制化合物重量的35倍至45倍。
应当理解,对于本发明,固化的热塑性组合物,以及气味控制化合物(如果存在的话)将不被认为由吸收材料所包括,因为固化的热塑性组合物不具有吸收特性。此外,对于本发明,吸收芯不包括吸收制品的顶片、底片和采集系统(如果存在的话)。
如本文所用,“超吸收聚合物颗粒”(“SAP颗粒”)是指交联的聚合材料,如使用离心保留容量测试(Edana441.2-01)所测量的,所述聚合材料可吸收它们自身重量的含水的0.9%盐水溶液的至少5倍。SAP颗粒为微粒形式以便在干燥状态下可流动。本发明优选的SAP颗粒由聚(甲基)烯酸聚合物制得。然而,例如基于淀粉的SAP颗粒也包括在本发明的范围内。
如本文所用,“受污染的SAP颗粒”是指粘附有本发明固化的热塑性组合物的SAP颗粒。
如本文所用,“回收利用的SAP颗粒”是指已与先前已粘附有SAP颗粒的固化热塑性组合物分离的SAP颗粒。利用超临界流体优选将SAP颗粒与固化的热塑性组合物分离,所述超临界流体为例如二氧化碳、丙烷或它们的混合物。
如本文所用,“非回收利用的SAP颗粒”是指先前未与固化的热塑性组合物分离的SAP颗粒。非回收利用的SAP颗粒在其用于本发明的吸收制品之前优选地未混入任何吸收制品或吸收制品部件中(例如吸收芯中)。然而,在某些实施方案中,非回收利用的SAP颗粒已从吸收制品重新获得,其中它们已与吸收纤维混在一起,并且其中所述SAP颗粒仅由于紧邻吸收纤维而被固定。SAP颗粒既未固定到这些吸收纤维,也未彼此固定或者也未固定到吸收制品的其它材料(例如非织造纤维网)。此类吸收制品的实例为除了SAP颗粒还包含相对大量吸收纤维的一次性尿布。
本文所用“透气毡”是指粉碎的木浆,其为纤维素纤维(吸收纤维)的形式。
“包括/包含(Comprise,comprising和comprises)”是开放式术语,每个均指定其后所述例如组分的存在,但不排除本领域已知的或本文所公开的其它特征例如元件、步骤或组分的存在。
以其普通的意义所用的“一次性的”是指在不同时间段内有限数目的使用事件(例如小于约20次事件,小于约10次事件,小于约5次事件,或小于约2次事件)之后被处理或丢弃的制品。最常见的是一次性吸收制品在单次使用后被处理。
“尿布”是指一般被婴儿和失禁患者围绕下体穿着以便环绕穿着者的腰部和腿部并且特别适于接收和容纳尿液和粪便的吸收制品。
如本文所用,“裤”或“训练裤”是指为婴儿或成人穿着者设计的具有腰部开口和腿部开口的一次性衣服。通过将穿着者的腿伸入腿部开口并将裤提拉到围绕穿着者下体的适当位置,可将裤穿到使用者身上的适当位置。裤可使用任何适宜的方法来预成形,所述方法包括但不限于利用可重复扣紧的和/或不可重复扣紧的粘结(例如,缝合、焊接、粘合剂、胶粘剂粘结、扣件等)将制品的各部分粘接在一起。沿制品圆周的任何地方可对裤预成形(例如,侧边扣紧、前腰扣紧)。尽管本文使用的是术语“短裤”或“裤”,但裤通常也称为“闭合尿布”、“预紧固尿布”、“套穿尿布”、“训练裤”和“尿布裤”。
“非织造纤维网”为定向或任意取向的纤维通过摩擦和/或内聚力和/或粘附力而粘结,或通过湿磨法而毡化的制造的片、纤维网或棉絮,不包括纸材和通过织造、编织、簇成、缝编而合并束缚的纱或长丝产品,不考虑是否另外缝过。这些纤维可具有天然的或人造的来源,并且可为人造短纤维或连续长丝或者可原位形成。可商购获得的纤维具有的直径范围为小于约0.001mm至大于约0.2mm,并且它们具有几种不同的形式,例如短纤维(已知为化学短纤维或短切纤维)、连续单纤维(长丝或单丝)、无捻连续长丝(丝束)和加捻连续长丝(纱线)。非织造纤维网能够通过许多方法形成,例如熔喷法、纺粘法、溶液纺丝法、静电纺纱法、粗梳法和气流成网法。非织造纤维网的基重通常用克/平方米(gsm)表示。
吸收制品
在下文中,一次性尿布将被描述为本发明吸收制品的一个实例。然而,据理解其它一次性吸收制品也包括在本发明中,尤其是裤、训练裤和卫生巾。
应当理解,一方面,本文所述的吸收制品可为通过将SAP颗粒与固化的热塑性组合物分离而对SAP颗粒回收利用的制品。另一方面,本文所述的吸收制品可为包括本发明吸收芯的制品。这些吸收芯包含回收利用的SAP颗粒。
图1为根据本发明某个实施方案的尿布210的平面图。尿布210被显示处于其平展未收缩状态(即,没有弹性诱导收缩),并且部分尿布210被切除以更清楚地显示尿布210的底层结构。在图1中,尿布210的接触穿着者的部分面对观察者。尿布210一般可包括基础结构212和设置在基础结构212中的吸收芯214。
图1中尿布210的基础结构212包括尿布210的主体。基础结构212可包括外覆盖件216,所述外覆盖件包括可为液体可渗透的顶片218,和/或可为液体不可渗透的底片220。吸收芯214可封装在顶片218和底片220之间。基础结构212也可包括侧片222、弹性化腿箍224和弹性腰部组件226。
腿箍224和弹性腰部组件226通常可各自包括弹性构件228。尿布210的一个端部被构造为尿布210的第一腰区230。尿布210的另一端部被构造为尿布210的第二腰区232。尿布210的中间部分被构造为裆区234,所述裆区在第一腰区230和第二腰区232之间纵向延伸。腰区230和232可包括弹性元件,使得它们围绕着穿着者的腰部聚拢以提供改善的贴合性和密封性(弹性腰部组件226)。裆区234为当尿布210被穿着时尿布210的一般定位在穿着者两腿之间的那个部分。
尿布210在图1中被描绘成具有其纵向轴线236和其横向轴线238。尿布210的周边240是由尿布210的外边缘限定,其中纵向边缘242大致平行于尿布210的纵向轴线236延伸,并且端边244大致平行于尿布210的横向轴线238延伸在纵向边缘242之间。尿布220还可包括此类本领域已知的其它组件,包括前耳片和后耳片、腰帽组件、弹性部件等以提供更好的贴合性、密封性和美观特性。
为了将尿布210保持在围绕穿着者的适当位置,第一腰区230的至少一部分可由扣紧构件246连接到第二腰区232的至少一部分上以形成腿部开口和制品腰部。为此,根据某些实施方案,尿布210可具有可重新闭合的扣紧系统,或者可作为另外一种选择以裤型尿布的形式被提供。当吸收制品为尿布时,其可包括接合到基础结构的可重新闭合的扣紧系统以用于将尿布固定到穿着者身上。扣紧系统可包括至少一个扣紧构件246和至少一个着陆区248。当吸收制品为裤型尿布时,制品在每个腰区230、232上可包括两个侧片,其沿着面向纵向轴线236的侧片的纵向边缘接合到基础结构。第一腰区230的侧片还沿着其远离纵向轴线236的纵向边缘接合到第二腰区232的相应侧片以形成裤。
沿图1的截线2-2并从面向穿着者侧开始截取图1的横截面,尿布210可包括顶片218、吸收芯214的组件和底片220。尿布210还包括采集系统250,所述系统设置在液体可透过的顶片218和吸收芯214的面向穿着者侧之间。采集系统250可与吸收芯直接接触。
采集系统250可包括单一层或多个层,例如面朝穿着者的上部采集层252和面向穿着者衣服的下部采集层254。根据某个实施方案,采集系统250可用来容纳液体涌流,诸如尿液涌流。换句话讲,采集系统250可用作液体的临时贮存器直至吸收芯214可吸收液体为止。
在某个实施方案中,采集系统250可包括化学交联的纤维素纤维和/或非织造纤维网。
本发明的吸收芯可包括SAP颗粒,其中所述SAP颗粒的一部分被回收利用。回收利用SAP颗粒包括将受污染的超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物分离。优选地,通过利用包括二氧化碳、丙烷或它们的混合物的超临界流体来将超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物分离。作为另外一种选择,受污染的SAP颗粒可利用Soxhlet萃取与固化的热塑性组合物分离。
回收利用的SAP颗粒优选地大于由吸收芯包含的SAP颗粒总量的1重量%,更优选大于5重量%。回收利用的SAP颗粒可小于由吸收芯包含的SAP颗粒总量的70重量%,优选小于50重量%,还更优选小于50重量%或小于20重量%。在最优选的实施方案中,回收利用的SAP颗粒小于由吸收芯包含的SAP颗粒总量的15重量%。
吸收芯内剩余部分的SAP颗粒为非回收利用的SAP颗粒。优选地,回收利用的超吸收聚合物颗粒与非回收利用的超吸收聚合物颗粒在它们混入吸收芯中之前已彼此混合。
包含回收利用的SAP颗粒的吸收芯优选地包括在选自尿布、训练裤和卫生巾的吸收制品中。这些吸收制品还可在制品的其它组件如采集系统中包含SAP颗粒。采集系统中包含的SAP颗粒可部分为回收利用的SAP颗粒。
本发明的某些实施方案涉及包含SAP颗粒的吸收芯,其中所述SAP颗粒的至少一部分为回收利用的SAP颗粒。这些吸收芯不包括在吸收制品内。更确切地说,吸收芯可单独出售,例如用于替换吸收制品中使用过的吸收芯。
超临界流体
当气体被压缩至足够高的压力时,其变成液体。另一方面,如果气体被加热至超过特定温度,其再也不能够通过压缩而转变为液体状态。该温度被称为临界温度,并且相应的蒸气压被称为临界压力。这些温度和压力值限定了给定物质所特有的临界点。当温度和压力均超过如下图所示的临界点值时,则物质的状态被称为临界状态。二氧化碳的临界温度和临界压力值为31.1℃和73.8巴。对于丙烷,临界温度和临界压力值为38.8℃和42.5巴。
这种超临界流体(SCF)呈现出气体和液体的许多特性。在超临界状态,增加溶剂容量和改变溶剂特性可随着较小改变温度和压力而实现。由于其有利的扩散率、粘度、表面张力及其它物理特性,超临界流体尤其适用作萃取溶剂。例如,超临界二氧化碳与典型的液体溶剂相比具有高的多的扩散速率和相当高的粘度,所述典型的液体溶剂如乙醇、异丙醇或正己烷。
超临界流体的低粘度和低表面张力使得其渗透固体物质,将活性组分萃取出来。
此外,在利用CO2的超临界流体萃取中,萃取物中无溶剂残余。对于本发明,CO2纯度应为至少99.95%。此外,其接近环境的临界温度使得其理想地适于热不稳定产品。由于其极低的蒸发潜热,因此萃取分离需要极低的能量输入。此外,达到CO2的超临界状态所需的能量通常小于与常规的有机溶剂蒸馏相关的能量。超临界流体萃取工艺所需的CO2是易得的,例如其作为发酵工艺或肥料工业的副产物获得。因此,其用作萃取剂不会造成存在于大气中的CO2含量的任何另外增加。利用CO2作为超临界流体溶剂无额外的“温室效应”。此外,CO2易以低成本得到。
获得回收利用的SAP颗粒的方法
用于实施本发明方法的系统包括至少一个萃取器、一个沉淀器和连接萃取器和沉淀器的管道。此外,所述系统应包括诸如泵的装置,其维持超临界流体在系统内的恒定流量和压力。所有组件需要在一个封闭系统内组合。超临界流体流经萃取器,通过(萃取器的)至少一个出口离开萃取器进入管道并通过(沉淀器的)至少一个入口继续流动到沉淀器中。在沉淀器中膨胀时,膨胀气体(之前超临界流体)通过(沉淀器的)至少一个出口离开沉淀器并通过管道返回至萃取器。在再次通过(萃取器的)至少一个入口进入萃取器之前,气体需要被压缩以将其重新转变为超临界状态。阀门可起到能够使不同组件(例如萃取器、沉淀器)退耦的作用,使得萃取器和/或沉淀器能够与封闭系统分开以允许这些组件打开而无需使整个系统经受环境条件。任选地,所述系统还可包括冷却器(例如,为了冷却沉淀器和/或为了在管道内的气体转变回其超临界状态之前对其进行冷却)。所述系统还可包括加热装置以维持超临界流体在所需的温度下。
为了回收利用SAP颗粒,将SAP颗粒置于适宜容器(本文称为萃取器)内。置于萃取器中的SAP颗粒的至少一部分紧密地粘附到固化的热塑性组合物,基于所述固化的热塑性组合物的重量,固化的热塑性组合物包括至少30重量%的热塑性聚合物。在大多数实施方案中,大部分SAP颗粒(即,超过50%)将紧密地粘附到固化的热塑性组合物。然而,超过50%,例如超过70%或超过80%可紧密地粘附到固化的热塑性组合物,或甚至超过95%。为了紧密地粘附,SAP颗粒表面的较小部分具有粘附到其上的固化的热塑性组合物而剩余表面不含固化的热塑性组合物已足够。对于本发明,此类SAP颗粒将被认为已污染有固化的热塑性组合物。通常,SAP颗粒将固定在固化的热塑性组合物的纤维性网络内。
顾名思义,其中放置受污染的SAP颗粒的萃取器用作萃取容器。萃取器可为例如高压釜。萃取器需要对环境空气密封以允许适当的压力和温度积聚。
置于萃取器中的材料可仅为粘附有固化的热塑性组合物的SAP颗粒。然而,已惊人地发现在具有紧密粘附的固化热塑性组合物的SAP颗粒包括在吸收制品的吸收芯内同时经历本发明的方法时,本发明的方法也可实施。除了受污染的SAP颗粒之外,吸收芯还可包括非织造纤维网、透气毡和/或其它液体吸收材料,例如吸收泡沫。在一个实施方案中,吸收芯包含受污染的SAP颗粒和一种或多种非织造纤维网。
在一个实施方案中,基于所述吸收芯的总重量,经历本发明方法的吸收芯将包含至少75重量%的SAP颗粒。在另一个实施方案中,基于所述吸收芯的总重量,吸收芯将包含至少80重量%的SAP颗粒。在另一个实施方案中,基于所述吸收芯的总重量,吸收芯将包含至少90重量%的SAP颗粒。
此外,在一个实施方案中,基于所述吸收芯的总重量,经历本发明方法的吸收芯将包含小于8重量%的固化热塑性组合物。在另一个实施方案中,基于所述吸收芯的总重量,吸收芯将包含小于6重量%的固化热塑性组合物。在另一个实施方案中,基于所述吸收芯的总重量,吸收芯将包含小于5重量%的固化热塑性组合物。
作为另外一种选择,对于具有受污染的SAP颗粒的吸收芯,经历本发明方法的材料还包括其它吸收制品组件,例如采集系统。
此外,本发明的发明人已发现完整的吸收制品(例如,完整的尿布)能够经历本发明的方法。这样就不需要在吸收芯经历本发明的方法之前将它们从吸收制品中收回。因此,在另一个实施方案中,完整的吸收制品例如一次性尿布、训练裤或卫生巾经历本发明的方法。这些吸收制品包括粘附有固化的热塑性组合物的SAP颗粒。SAP颗粒包括在吸收制品内,即,带有粘附的固化热塑性组合物的SAP颗粒被其它材料围绕,所述材料例如非织造纤维网、膜和/或透气毡。完整的吸收制品也可包含油墨,所述油墨用于在吸收制品的几个部分上(例如,在底片或着陆区上)提供印刷。
在一个实施方案中,基于所述一次性吸收制品的总重量,经历本发明方法的一次性吸收制品包含至少25重量%的SAP颗粒。在另一个实施方案中,基于所述一次性吸收制品的总重量,一次性吸收制品包含至少30重量%的SAP颗粒。
此外,在一个实施方案中,基于所述一次性吸收制品的总重量,经历本发明方法的一次性吸收制品将包含小于3重量%的固化热塑性组合物。在另一个实施方案中,基于所述一次性吸收制品的总重量,一次性吸收制品将包含小于2.5重量%的固化热塑性组合物。
在带有粘附的固化热塑性组合物的SAP颗粒已置于萃取器中之后,将至少一个入口和至少一个出口连接到萃取器并使萃取器对环境空气气密地密封。
将超临界流体如超临界二氧化碳喂入系统中并通过至少一个入口管线进入萃取器。在流经萃取器时,超临界流体也流经包括在萃取器内的材料。
由于低粘度和高扩散系数,超临界流体能够易于渗透置于萃取器中的材料,从而得到与粘附有固化的热塑性组合物的SAP颗粒紧密接触,即便是SAP颗粒包括在吸收制品内。流经所述材料时,超临界流体萃取固化的热塑性组合物,从而将其逐渐从SAP颗粒中除去。
超临界流体与萃取的固化热塑性组合物一起通过所述至少一个出口离开萃取器并通过管道流入沉淀器。在沉淀器中,使得超临界流体膨胀至低于超临界温度和压力的状态,例如超临界二氧化碳和/或丙烷重新转变回气体状态。在超临界流体膨胀时,萃取的固化热塑性组合物在沉淀容器中沉淀,因为气体二氧化碳和/或丙烷不能再起到萃取介质的作用。
然而,所述固化的热塑性组合物的化学构型将很可能与粘附到SAP颗粒上的固化的热塑性组合物具有不同的化学构型。例如,如果固化的热塑性组合物不是纯化合物而是不同化合物的混合物,则不同组分在萃取时可至少部分地彼此分离,可能导致部分先前固化的热塑性组合物现为液体状态(例如油,如果存在的话)。
萃取的材料在沉淀器中沉淀时,二氧化碳和/或丙烷再生,即不再“加载”有萃取的材料。二氧化碳和/或丙烷通过至少一个出口离开沉淀器并进入管线,引导其返回沉淀器中。在其返回途中,气体被再次压缩直至其达到超临界状态。于是,超临界流体可再次进入萃取器,所述萃取器中已放置带有粘附的固化热塑性组合物的SAP颗粒。
如已进行解释的,本发明的方法能够在封闭系统中实施,其中二氧化碳和/或丙烷可至少部分回收并再次用于多次循环,再三流经含有受污染的SAP颗粒的萃取器。
压力和温度
由于较高压力更难以实现,因此出于工艺过程设计和成本考虑期望较低的压力。然而,已发现较高压力可使本发明的方法更有效,可能导致更短的时间,期间受污染的SAP颗粒必须经受超临界流体以便使SAP颗粒再次松动并使它们从固化的热塑性组合物中释放出来。较高压力意味着每给定体积更多的超临界流体分子,因此允许更快速的萃取。在本发明的方法中,超临界流体可在100巴至600巴,或150巴至450巴,或200巴至400巴,或200巴至375巴的压力下。
由于二氧化碳在73.8巴的压力和31.1℃的温度下达到其超临界状态,因此超临界流体的温度应为至少40℃。低于40℃的温度可导致在系统内的区域具有的温度至少临时低于31.1℃的超临界温度。因此,为了确保加工稳定性,温度应为至少40℃。然而,如果丙烷用作超临界流体(或主要由丙烷组成的混合物),则由于与二氧化碳相比丙烷略高的临界温度而可能期望具有至少45℃的温度。一般来讲,希望超临界流体的温度为40℃至100℃,优选40℃至75℃,并且更优选40℃至60℃。超过100℃的温度不仅增加使系统运行的成本,而且它们也可对SAP颗粒具有不利影响,例如SAP颗粒泛黄。
如果经历本发明方法的受污染的SAP颗粒包括气味控制化合物,例如包含过碳酸盐和四乙酰乙二胺的气味控制颗粒,则所述气味控制化合物可在高温下劣化。例如,过碳酸盐可分解,生成游离的过氧化氢。然而,对于本发明,气味控制化合物是否分解以及是否在经历本发明时失活并不关键,只要SAP颗粒不会被不利地影响。
如果期望维持气味控制化合物的活性,则可确定超过其则气味控制化合物被失活的温度,并且因此可选择使包括气味控制化合物的受污染的SAP颗粒经受超临界流体的温度,以避免失活(只要不需要低于40℃的温度,在这些实施方案中气味控制化合物的活性不能够维持)。例如,过碳酸盐不应经受超过60℃的温度以便避免过氧化氢的分解和释放。
超临界流体量和时间
将超临界流体作为连续物流提供到包含受污染的SAP颗粒的萃取器中。物流通过至少一个入口进入萃取器并通过至少一个出口离开萃取器。
一般来讲,希望超临界流体量为固化的热塑性组合物量的许多倍,所述固化的热塑性组合物被萃取以便将所述固化的热塑性组合物与SAP颗粒分离。
实际需要的量特别取决于除了二氧化碳和/或丙烷之外是否还施加共溶剂。如果使用共溶剂,则较低的超临界流体量可足够。如果使用纯二氧化碳,则期望流过萃取器的超临界流体量为固化的热塑性组合物量的50倍至500倍(按重量计),更优选70倍至150倍(按重量计)。
如果使用纯丙烷或(仅仅)二氧化碳与丙烷的混合物(即,无附加共溶剂),则期望流经萃取器的超临界流体量为固化的热塑性组合物量的40倍至300倍(按重量计),更优选50倍至100倍(按重量计)。如果使用二氧化碳与丙烷的混合物,则优选所述混合物由基于超临界流体的总重量60重量%至95重量%的二氧化碳和5重量%至40重量%的丙烷,更优选75重量%至95重量%的二氧化碳和5重量%至25重量%的丙烷组成。
如果使用共溶剂,则使用与固化的热塑性组合物量相比20倍至120倍(按重量计)的流经萃取器的超临界流体的量可足够,优选20倍至80倍(按重量计),并且更优选20倍至60倍。
受污染的SAP颗粒必须经历超临界流体处理以便将SAP颗粒与固化的热塑性组合物分离的时间将特别取决于超临界流体的压力、流量及使用哪种超临界流体。
受污染的SAP颗粒一般可经历超临界流体15分钟至180分钟,或者30分钟至90分钟。
本发明的方法可以批量方法或准连续方法进行。如本文所用,“批量方法”是指将给定量的带有粘附的固化热塑性组合物的SAP颗粒置于萃取器中并用超临界流体处理直至SAP颗粒已与固化的热塑性组合物完全分离。此后,将SAP颗粒(及一次性吸收制品的其它部件/完整的吸收制品,如果存在的话)从萃取器中取出并将一定量的带有粘附的固化热塑性组合物的新SAP颗粒(即,新批量)置于萃取器中。此外,如果存在过多的由固化的热塑性组合物萃取所得的沉淀的材料,则有必要倒空沉淀器。然而,本发明也包括其中SAP颗粒在准连续方法中被处理的方法。如本文所用,“准连续”是指多于一个的萃取器被系统所包括。适当安装所述系统以允许一个或多个萃取器与系统分离,使得它们可开启同时含有其它一个或多个萃取器的剩余系统不受影响。
本发明方法中所用的超临界流体
对于本发明,超临界流体将包括二氧化碳、丙烷或它们的混合物。二氧化碳和丙烷两者均为非极性溶剂。
一般来讲,化合物用SCF萃取的萃取率取决于这些化合物中独立官能团的存在、它们的分子量和极性。
许多非极性有机溶剂(例如二氧化碳或丙烷)能够溶解极性物质。当具有类似摩尔质量的极性分子与非极性分子相比较时,极性分子一般具有较高的沸点,这是由于极性分子之间的偶极-偶极相互作用。此类极性相互作用最常见的形式为氢键,其也被称为H键。
为了进一步改善用于本发明方法中的SCF的溶解能力,除了二氧化碳、丙烷或二氧化碳/丙烷混合物之外还可利用一种或多种共溶剂。因此,在本发明的一个实施方案中,除了二氧化碳、丙烷或二氧化碳/丙烷混合物之外,SCF还包括一种或多种共溶剂。此外,在本发明的一个实施方案中,SCF为二氧化碳与一种或多种共溶剂的混合物。在本发明的一个可供选择的实施方案中,SCF由二氧化碳组成。
用于本发明的方法中并被供给到萃取器中的SCF包括的共溶剂可选自由下列各项组成的组:乙醇、乙酸乙酯、丁烷、乙酸丁酯、丙酮、一氧化二氮、二氧化碳、氮、水、以及它们的混合物。基于所述超临界流体的总重量,被供给到萃取器中的SCF包括的共溶剂的量(或者如果使用多于一种的共溶剂,则为共溶剂的总量)可为0.1重量%至40重量%,优选0.5重量%至30重量%,并且更优选1重量%至20重量%。所有的超临界流体可彼此完全混溶,因此如果超过混合物的临界点则可确保单相混合物。
已发现不仅可能用完整的吸收芯甚至可能用包括吸收芯的完整的吸收制品实施本发明的方法。令人惊讶的是,还已发现如果利用完整的吸收芯或者完整或至少部分组装的吸收制品,则所述方法甚至可运行更佳。
不受理论的束缚,据信这种改善的一个原因为吸收芯或吸收制品包括的某些化合物起到共溶剂的作用。例如,吸收制品通常包括粘合剂,所述粘合剂用于将制品的不同纤维网和材料彼此粘结在一起。此外,许多吸收制品具有弹性构件,其可包括用作共溶剂的物质。经常发现用于吸收制品中的其它化合物为表面活性剂(例如,赋予顶片亲水性)。此类表面活性剂也可作为共溶剂而用于本发明的方法。应当理解,对于本发明,当涉及用于超临界流体的共溶剂时(尤其是当确定共溶剂的优选化合物和用量时),这些“固有共溶剂”不考虑在内。反之,当涉及共溶剂时,仅那些有意识地并以受控方式混入超临界流体中的化合物被涉及。
SCF不仅渗透通过受污染的SAP颗粒,而且渗透通过整个吸收制品。因此,不仅固化的热塑性组合物被萃取,而且其它化合物(例如用于制品其它区域的粘合剂、表面活性剂、油墨和弹性元件中可能的增弹剂)也受萃取的影响。这可通过吸收制品至少在某种程度上被拆卸并分解成独立元件简单证实,所述元件例如顶片、底片、带材等,它们先前已组装成吸收制品。
因此,在其它化合物被萃取时,它们被释放出来并包括在超临界流体物流中,与超临界流体流经萃取器,从而也与受污染的SAP颗粒接触。与超临界CO2和丙烷相反,这些化合物中的许多种为极性物质,它们可有利于固化的热塑性组合物的萃取,尤其是如果固化的热塑性组合物包括相当极性的物质(即,除了固化的热塑性组合物的聚合物之外的物质)。然而,从吸收芯或吸收制品萃取出来的相当非极性化合物当然也具有共溶剂的潜能。
作为上述方法的另外一种选择,回收利用的SAP颗粒可通过如本领域熟知的索氏(Soxhlet)萃取法获自受污染的SAP颗粒。适于索氏萃取法的溶剂为己烷、氯仿、丙酮或乙酸乙酯。
固化的热塑性组合物
粘附到SAP颗粒上的本发明固化的热塑性组合物可为粘合剂,优选为热熔性粘合剂。粘合剂可被最初施用以固定SAP颗粒。SAP颗粒的此类固定作用一般可在以下实施方案中需要:其中一次性吸收制品的吸收芯包括较少(例如,按吸收材料的总重量计小于10%)的透气毡,或者其中所述吸收芯根本不包括透气毡。通常,SAP颗粒被铺设在非织造载体纤维网上,其中它们被固定以确保它们在吸收制品的制造、贮藏和使用期间保持在适当位置。
应当理解,固化的热塑性组合物在施用到SAP颗粒期间可不处于其固化状态,但是固化的热塑性组合物可被加热至至多其为半流体或流体的温度以便有利于施用在SAP颗粒上。因此,本发明中固化的热塑性组合物是指在室温下固化的组合物。一般来讲,本发明中固化的热塑性组合物在吸收制品的应用温度或稍高温度下也应为固体,即在至高约40℃的温度下(即使吸收制品的部件将具有较低应用温度)。固化的热塑性组合物易于固定SAP颗粒并将它们保持在适当位置。
固化的热塑性组合物可至少部分地以纤维形式施用到SAP颗粒上(例如,通过喷射),同时固化的热塑性组合物已转变为半流体或流体状态(在加热时)以形成一种围绕SAP颗粒的纤维性粘合剂网络。如果固化的热塑性组合物以纤维形式施用,则所述纤维通常将具有约1至约50微米或约1至约35微米的平均厚度以及约5mm至约50mm或约5mm至约30mm的平均长度。
固化的热塑性组合物可包括单一的热塑性聚合物或者热塑性聚合物的共混物。如通过ASTM方法D-36-95“RingandBall”测定的,一种或多种热塑性聚合物可具有范围介于50℃和300℃之间的软化点。所述一种或多种热塑性聚合物优选地具有大于10,000的分子量(重均分子量,单位为道尔顿)和低于室温(25℃)或-6℃>Tg<16℃的玻璃化转变温度(Tg)。固化的热塑性组合物中的一种或多种热塑性聚合物的典型浓度在30重量%至约50重量%,优选30重量%至约40重量%的范围内。优选地,固化的热塑性组合物中的热塑性聚合物与水不混溶(以按所述热塑性组合物的重量计超过5%的含量)。
示例性热塑性聚合物为嵌段共聚物(如(苯乙烯)嵌段共聚物),包括A-B-A三嵌段结构、A-B两嵌段结构和(A-B)n径向嵌段共聚物结构,其中A嵌段为典型地包含聚苯乙烯的非弹性体聚合物嵌段,B嵌段为不饱和共轭二烯或此类的(部分)氢化变型。B嵌段通常为异戊二烯、丁二烯、乙烯/丁烯(氢化丁二烯)、乙烯/丙烯(氢化异戊二烯)、以及它们的混合物。优选地,固化的热塑性组合物中的聚合物为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物或它们的混合物。苯乙烯嵌段共聚物经常用于在吸收制品中发现其应用的粘合剂中。在其中固化的热塑性组合物包含多于一种聚合物的本发明的实施方案中,基于所述固化的热塑性组合物的总重量,所述固体组合物优选地包含至少30重量%的苯乙烯嵌段共聚物,如苯乙烯异戊二烯嵌段共聚物。
可采用的其它适宜的热塑性聚合物为茂金属聚烯烃,它们为使用单位点或茂金属催化剂制备的乙烯聚合物。其中,至少一种共聚单体可与乙烯聚合以制备共聚物、三元共聚物或更高级的聚合物。同样适用的是无定形聚烯烃或无定形聚α-烯烃(APAO),它们为C2-C8α烯烃的均聚物、共聚物或三元共聚物。除了至少30重量%的热塑性聚合物之外,固化的热塑性组合物还可包含增粘树脂和/或油。此外,固化的热塑性组合物可包含较少量的添加剂,例如抗氧化剂、填料(例如沙土和/或硅酸盐)和/或表面活性剂。
如果存在于固化的热塑性组合物中,则增粘树脂的量基于所述固化的热塑性组合物的重量通常将为1重量%至60重量%,优选5重量%至40重量%,并且更优选5重量%至30重量%。如果存在于固化的热塑性组合物中,则油的量基于所述固化的热塑性组合物的重量通常将为1重量%至40重量%,优选5重量%至30重量%,或5重量%至20重量%。本发明固化的热塑性组合物可包含多于一种的油(即不同的油)和/或可包含多于一种的增粘树脂(即不同的增粘树脂)。如果用于固化的热塑性组合物中,则添加剂的总量基于固化的热塑性组合物的重量可不超过15重量%,优选不超过10重量%,更优选不超过8重量%。
用于本发明的树脂为许多植物的烃分泌物,尤其是针叶树,例如松香酯(其经常用作增粘剂)。本文术语树脂也用于类似特性的合成树脂。合成树脂为具有与天然树脂类似特性的物质,能够硬化的粘稠液体。它们通常通过有机化合物的酯化或皂化来制备。经典类型为环氧树脂。固化的热塑性组合物的增粘树脂通常具有低于5,000的重均分子量(单位为道尔顿)。玻璃化转变温度通常将高于室温。用于本发明的“油”为在室温下为液体且为疏水性的但是可溶解于有机溶剂中的任何物质。油具有高的碳含量和氢含量并且为非极性物质。对本发明固化的热塑性组合物有用的油为矿物油。在一个实施方案中,油为凡士林油,例如石蜡油、环烷油或它们的混合物。油可具有小于1,000的低重均分子量(单位为道尔顿)。玻璃化转变温度将优选地低于室温(25℃)。
用于本发明固化的热塑性组合物的实例为以下热熔性粘合剂:BostikFindleyH2401,弹性粘合剂;得自H.B.Fuller的LunatackD3155BZeropack和D3166Zeropack;得自H.B.Fuller的HL1358;由NationalStarch出售的Dispomelt(DM526andDM519A)。
包括具有SAP颗粒的吸收芯的吸收制品的一个实例为由美国的Procter&GambleCompany于2011年出售的Pampers“Cruisers”尿布,所述SAP颗粒已被本发明固化的热塑性组合物固定。这些尿布不包含任何回收利用的SAP颗粒。
超吸收聚合物颗粒
SAP颗粒可具有多种形状。术语“颗粒”是指颗粒、纤维、薄片、球体、粉末、小板和SAP颗粒领域的技术人员已知的其它形状和形式。例如,颗粒可为颗粒或小珠状,其具有约10μm至约1000μm,优选约100μm至约1000μm,甚至更优选约150μm至约850μm,并且最优选约150μm至约500μm的粒度。在另一个实施例中,SAP颗粒可为纤维状,即细长的针状SAP颗粒。在那些实施方案中,SAP纤维具有小于约1mm,通常小于约500μm,并且优选小于250μm至至少50μm的小尺度(即纤维的直径)。纤维的长度优选地为约3mm至约100mm。纤维也可为织造的长丝的形式。
本发明优选的SAP颗粒为球状颗粒。根据本发明并且与纤维相比,“球状颗粒”具有最大和最小尺寸,其中最大和最小颗粒尺寸的颗粒比率在1-5的范围内,其中值1将等于完美的球状颗粒,而值5将考虑到与此类球状颗粒有一些偏差。
有用于本发明中的SAP颗粒包括多种水不溶性但是水可溶胀的能够吸收大量流体的聚合物。此类聚合物材料通常已为本领域所知并且包括在一次性吸收制品技术领域内已使用或认为有用的所有那些熟知的聚合物。
用于制作SAP颗粒的优选聚合物材料为部分中和的聚丙烯酸及其淀粉衍生物的微弱网状交联聚合物。基于淀粉的SAP颗粒也包括在本发明中。优选地,SAP颗粒包含按重量计25%至95%,更优选按重量计50%至80%的中和的、微弱网状交联的聚丙烯酸。网状交联致使聚合物基本上为水不溶性的,并且部分地确定水凝胶形成吸收聚合物的吸收容量和可萃取聚合物含量的特性。
尽管SAP优选地为一种类型(即同种的),在本发明中也可使用聚合物的混合物。SAP颗粒也可包括低含量的一种或多种添加剂的混合物,例如粉末二氧化硅、表面活性剂、粘合剂、基料等。此外,SAP颗粒可包括一种粒度梯度,或者可包括一定范围的粒度。
用于本发明的吸收制品中的SAP颗粒优选地为回收利用的SAP颗粒与非回收利用的SAP颗粒的混合物。
许多先前已知的SAP颗粒表现出凝胶阻塞。当SAP颗粒被润湿时出现“凝胶阻塞”,并且颗粒膨胀以至于抑制流体传输到吸收结构的其它区(zone)或区域(region)。因此,吸收芯这些其它区域的润湿借助于一个非常慢的扩散过程发生。实际上,这种用吸收结构采集流体的方法要比流体排出的速率慢得多,尤其是在涌出的情况下。在吸收芯中的SAP颗粒接近于完全饱和之前很久或者在流体扩散或芯吸通过“阻塞”颗粒进入吸收芯的其它部位之前吸收制品就会发生渗漏。
减小凝胶阻塞的一种常用方法是将颗粒制得更硬,这使SAP颗粒能够保持它们的原样,从而在颗粒之间产生或保持空隙空间。增大硬度的熟知方法是共价交联暴露在SAP颗粒表面上的羧基基团。这种方法通常被称为表面交联。
SAP颗粒可具有大于80,优选大于100的表示为UPM(尿液渗透性测量)值的平衡渗透性。UPM值可小于300,优选小于150,更优选小于120UPM单位,其中1UPM单位为1×10-7(cm3.s)/g。
UPM值根据以下列出的UPM测试方法测量。该方法与现有技术的盐水流动传导率测试方法密切相关。该UPM测试方法通常测量超吸收聚合物颗粒的预膨胀层的流动阻力,即,流动阻力在平衡时测量。因此,当吸收制品的显著体积已被液体流出物润湿时,具有高UPM值的此类SAP颗粒表现出高渗透性。这些实施方案不仅在第一涌流时而且在随后涌流时表现出良好的吸收特性。
在一些实施方案中,SAP颗粒可具有大于0.1g/g/s,或者0.1至2g/g/s,优选0.3至1g/g/s,更优选0.3至0.6g/g/s,甚至更优选0.4至0.6g/g/s的FSR(自由溶胀速率)。
SAP颗粒的自由溶胀速率根据以下列出的FSR测试方法测量。具有高自由溶胀速率值的SAP颗粒将能够较快速地吸收液体。无外压施加到凝胶床上以便测量自由溶胀速率。
SAP颗粒可具有大于20g/g,优选大于24g/g,或者20至50g/g,优选20至40g/g,更优选24至30g/g的CRC(离心保留容量)值,如根据EDANA方法WSP241.2-05所测量的。CRC测量SAP颗粒在过量液体中为自由溶胀吸收的液体。优选具有高CRC值的SAP颗粒,这是由于需要较少的SAP颗粒以有利于用于液体吸收所需的总体容量。
对于本发明,回收利用的SAP颗粒的UPM值优选地在回收利用受污染的SAP颗粒过程期间降低不超过40%,优选不超过35%,并且还更优选不超过30%。与非回收利用的SAP颗粒的UPM值相比,回收利用的SAP颗粒优选地具有60%至95%的UPM值。
在包含回收利用的SAP颗粒和非回收利用的SAP颗粒的本发明的吸收制品中,回收利用的SAP颗粒可具有至少50(10-7(cm3.s)/g),优选至少60(10-7(cm3.s)/g)的UPM值,并且非回收利用的SAP颗粒可具有至少80(10-7(cm3.s)/g),优选至少100(10-7(cm3.s)/g)的UPM值。
测定UPM和FSR的测试方法
以下测试方法能够用于非回收利用的SAP颗粒以及回收利用的SAP颗粒。
尿液渗透性测量(UPM)测试方法
尿液渗透性测量系统
该方法测定由溶胀的SAP颗粒形成的溶胀水凝胶层1318的渗透性。用于该方法的设备描述如下。该方法与现有技术的SFC(盐水流动传导率)测试方法密切相关。
图2示出了渗透性测量系统1000,其配备有恒静压头贮存器1014、用于空气进入的开口端管1010、用于再填充的塞口1012、实验架1016、传输管1018、活塞1020、环形支撑架1022、接纳容器1024、天平1026与活塞/滚筒组合件1028。
图3示出了包括金属砝码1112、活塞轴1114、活塞头1118、封盖1116和滚筒1120的活塞/滚筒组合件1028。滚筒1120由透明的聚碳酸酯(如)制成并具有6.00cm(面积=28.27cm2)的内径p,其中内滚筒壁1150为光滑的。滚筒1120的底部1148覆盖有美国标准400目不锈钢网布(未示出),其在连接到滚筒1120的底部1148之前双轴向拉伸至绷紧状态。活塞轴1114由透明的聚碳酸酯(如)制成并具有大约127mm的总长度q。活塞轴1114的中部1126具有21.15mm的直径r。活塞轴1114的上部1128具有15.8mm的直径s,形成肩1124。活塞轴1114的下部1146具有大约5/8英寸的直径t,并具有螺纹以紧紧地拧到活塞头1118的中心孔1218中(参见图4)。活塞头1118被穿孔,其由透明的聚碳酸酯(如)制成,并且也装有拉伸的美国标准400目不锈钢网布(未示出)。砝码1112为不锈钢,具有中心孔1130,滑动至活塞轴1114的上部1128上并停留在肩1124上。活塞头1118、活塞轴1114与砝码1112的合并重量为596g(±6g),其相当于滚筒1120面积上的0.30psi。可通过沿着活塞轴1114的中心轴线1132向下钻盲孔以移除材料和/或提供腔体以增加砝码来调整合并重量。滚筒封盖1116在其中心具有第一封盖开口1134用于垂直对准活塞轴1114,并且靠近边缘1138具有第二封盖开口1136用于将流体由恒静压头贮存器1014引入滚筒1120。
沿着砝码1112的上表面1152径向划出第一线性指示标记(未示出),所述第一线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着活塞轴1114的顶部表面1160径向划出相应的第二线性指示标记(未示出),所述第二线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着活塞轴1114中部1126划出相应的第三线性指示标记(未示出),所述第三线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着滚筒封盖1116的上表面1140径向划出相应的第四线性指示标记(未示出),所述第四线性指示标记横向于活塞轴1114的中心轴线1132。此外,沿着滚筒封盖1116的唇缘1154划出相应的第五线性指示标记(未示出),所述第五线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。沿着外滚筒壁1142划出相应的第六线性指示标记(未示出),所述第六线性指示标记平行于活塞轴1114的中心轴线1132。使第一、第二、第三、第四、第五和第六线性指示标记对齐使得砝码1112、活塞轴1114、滚筒封盖1116以及滚筒1120在每次测量时用相对于彼此相同的取向重新定位。
滚筒1120规格细节为:
滚筒1120的外径u:70.35mm
滚筒1120的内径p:60.0mm
滚筒1120的高度v:60.5mm
滚筒封盖1116规格细节为:
滚筒封盖1116的外径w:76.05mm
滚筒封盖1116的内径x:70.5mm
包括唇缘1154的滚筒封盖1116的厚度y:12.7mm
不含唇缘1154的滚筒封盖1116的厚度z:6.35mm
第一封盖开口1134的直径:22.25mm
第二封盖开口1136的直径:12.7mm
第一封盖开口1134与第二封盖开口1136中心之间的距离:23.5mm
砝码1112规格细节为:
外径c:50.0mm
中心孔1130的直径d:16.0mm
高度e:39.0mm
活塞头1118规格细节为:
直径f:59.7mm
高度g:16.5mm
外孔1214(总共14个)具有9.65mm的直径h,外孔1214等距间隔开,其中心距中心孔1218的中心47.8mm
内孔1216(总共7个)具有9.65mm的直径i,内孔1216等距间隔开,其中心距中心孔1218的中心26.7mm
中心孔1218具有5/8英寸的直径j,并具有螺纹以容纳活塞轴1114的下部1146。
在使用之前,应检查活塞头1118和滚筒1120的不锈钢筛网(未示出)是否堵塞、破洞或过度拉伸,在必要时可替换。具有受损筛网的尿液渗透性测量设备可输出错误的UPM结果,并且在筛网替换之前一定不要使用。
在滚筒1120上于连接到滚筒1120的底部1148上的筛网(未示出)之上5.00cm(±0.05cm)的高度k处划出5.00cm标记1156。这标志分析期间要保持的流体含量。保持正确且恒定的流体含量(静水压)对测量准确度很关键。
恒静压头贮存器1014用于将盐溶液1032传输至滚筒1120,并保持盐溶液1032的水平在连接到滚筒1120的底部1148上的筛网(未示出)之上5.00cm的高度k处。定位进气管1010的底部1034,以便在测量期间保持在滚筒1120中的盐溶液1032水平在所需的5.00cm高度k处,即当滚筒1120位于接受容器1024之上的环架1040上的支撑筛网(未示出)上时,进气管1010的底部1034与滚筒1120上的5.00cm标记1156位于大致同一平面1038内。进气管1010与在滚筒1120上的5.00cm标记1156的适当高度对齐对于分析很关键。适宜的贮存器1014由广口瓶1030组成,其包含:用于流体传输的水平取向的L型传输管1018、用于允许空气处于恒静压头贮存器1014内的固定高度处的垂直取向的末端开口管1010、以及用于再填充恒静压头贮存器1014的塞口1012。管1010具有12.5mm±0.5mm的内径。接近恒静压头贮存器1014的底部1042定位的传输管1018包含用于开始/停止盐溶液1032传输的活塞1020。定制传输管1018的出口1044的尺寸以穿过滚筒封盖1116上的第二封盖开口1136,其末端定位在滚筒1120的盐溶液1032的表面之下(在盐溶液1032在滚筒1120中达到5.00cm高度之后)。用O形环定位套(未示出)将进气管1010保持在适当位置。可将恒静压头贮存器1014定位在实验室起重机1016上,以便相对于滚筒1120的高度调整其高度。定制恒静压头贮存器1014的组件尺寸以便快速填充滚筒1120至所需高度(即,静压头)并在整个测量期间保持该高度。恒静压头贮存器1014必须能够以至少3g/s的流量传输盐溶液1032至少10分钟。
将活塞/滚筒组合件1028定位在16目刚性不锈钢支撑筛网(未示出)(或等同物)上,所述支撑筛网支撑在环架1040或适宜的可供选择的刚性架上。该支撑筛网(未示出)可充分渗透以便不会阻止盐溶液1032流动,并且具有足够刚性以支撑不锈钢网布(未示出)不被拉伸。支撑筛网(未示出)应为平坦且水平的以避免测试期间活塞/滚筒组合件1028倾斜。将通过支撑筛网(未示出)的盐溶液1032收集在接纳容器1024内,所述容器定位在支撑筛网(未示出)之下(但是未支撑)。将接纳容器1024设置在精度为至少0.01g的天平1026上。将天平1026的数字输出连接到计算机化的数据采集系统(未示出)。
试剂的制备(未示出)
Jayco合成尿液(JSU)1312(参见图5)用作溶胀相(参见以下UPM程序),而0.118M的氯化钠(NaCl)溶液用作流动相(参见以下UPM步骤)。以下制备是参照标准的1升体积。若制备不同于1升的体积,所有的量因此按比例称量。
JSU:用蒸馏水填充1L的容量瓶至其体积的80%,并将磁力搅拌棒置于容量瓶中。利用分析天平用称量纸或烧杯分别称量以下干燥成分的量(精确至±0.01g),并将它们以下面所列出的相同顺序定量加入容量瓶中。在适当的搅拌盘上搅拌溶液直至所有固体溶解,取出搅拌棒,并用蒸馏水稀释溶液至1L的体积。再次放入搅拌棒,并在搅拌棒上另外搅拌溶液几分钟。
制备1升Jayco合成尿的盐用量:
氯化钾(KCl)2.00g
硫酸钠(Na2SO4)2.00g
磷酸二氢铵(NH4H2PO4)0.85g
磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)0.15g
氯化钙(CaCl2)0.19g–[或水合氯化钙(CaCl2·2H2O)0.25g]
氯化镁(MgCl2)0.23g–[或水合氯化镁(MgCl2.6H2O)0.50g]
为了使制备更迅速,每种盐在加入下一种之前要完全被溶解。Jayco合成尿可在干净的玻璃容器中储存2周。如果溶液变浑浊,则该溶液不应再使用。在干净的塑料容器中的储存寿命为10天。
0.118M的氯化钠(NaCl)溶液:0.118M的氯化钠用作盐溶液1032。利用称量纸或烧杯将6.90(±0.01g)氯化钠称量并定量转移到1L的容量瓶中;并且用蒸馏水将容量瓶定容。加入搅拌棒并在搅拌盘上搅拌溶液直至所有固体溶解。
测试准备
利用实心的参比圆柱砝码(未示出)(40mm直径;140mm高度),将卡规(未示出)(例如,MitotoyoDigimaticHeightGage)设置为读数零。该操作可在光滑且水平的工作台1046上方便地进行。将不含SAP颗粒的活塞/滚筒组合件1028置于卡规(未示出)下并记录读数L1,精确至0.01mm。
用盐溶液1032填充恒静压头贮存器1014。定位进气管1010的底部1034,以便在测量期间保持滚筒1120中液体弯月面(未示出)的顶部(未示出)在5.00cm标记1156处。进气管1010在滚筒1120上的5.00cm标记1156处的适当高度对齐对于分析很关键。
将接纳容器1024置于天平1026上,并将天平1026的数字输出连接到计算机处理的数据采集系统(未示出)。将带有16目刚性不锈钢支撑筛网(未示出)的环架1040置于接纳容器1024之上。该16目筛网(未示出)应具有足够的刚性以在测量期间支撑活塞/滚筒组合件1028。支撑筛网(未示出)必须为平坦且水平的。
UPM程序
利用分析天平将1.5g(±0.05g)SAP颗粒称量到适宜的称量纸或称量辅助工具上。SAP颗粒的含水量根据Edana含水量测试方法430.1-99(“Superabsorbentmaterials-Polyacrylatesuperabsorbentpowders-MoistureContent-weightlossuponheating”(99年2月))进行测量。如果SAP颗粒的含水量大于5%,则SAP颗粒重量应对水分进行校正(即,在该特定情况下,加入的SAP颗粒基于干重计应为1.5g)。
将空的滚筒1120放置在水平工作台1046上,并将SAP颗粒定量转移到滚筒1120中。通过轻轻摇动、旋转和/或轻拍滚筒1120而使SAP颗粒均匀分散在连接到滚筒1120的底部1148的筛网(未示出)上。颗粒在连接到滚筒1120的底部1148的筛网(未示出)上的均匀分布很重要,以获得最高的精度结果。在SAP颗粒已均匀分布在连接到滚筒1120的底部1148的筛网(未示出)上之后,颗粒一定不能粘附到内滚筒壁1150。插入活塞轴1114通过第一封盖开口1134,其中封盖1116的唇缘1154面朝活塞头1118。将活塞头1118小心地插入滚筒1120中至几厘米的深度。然后将封盖1116放置到滚筒1120的上部边缘1144上,同时小心地保持活塞头1118远离SAP颗粒。然后小心旋转封盖1116和活塞轴1126,以便排列第三、第四、第五和第六线性指示标记,随后将它们对齐。然后轻轻降低活塞头1118(通过活塞轴1114)以停留在干燥的SAP颗粒上。将砝码1112放置在活塞轴1114的上部1128上,以便其停靠在轴肩1124上,使得第一与第二线性指示标记对齐。封盖1116的适当位置防止水凝胶层1318上砝码的粘合并确保均匀分配。
溶胀相:8cm直径的烧结盘(7mm厚;如ChemglassInc.#CG201-51,粗孔隙)1310通过如下达到饱和:将过量的JSU1312添加到烧结盘1310上直至烧结盘1310饱和。将饱和的烧结盘1310置于宽的平底培养皿1314中,并添加JSU1312直至其达到烧结盘1310的顶部表面1316。JSU的高度一定不要超过烧结盘1310的高度。
连接到滚筒1120的底部1148的筛网(未示出)易于拉伸。为防止拉伸,仅仅在封盖1116之上用食指将侧压施加在活塞轴1114上,同时抓住活塞/滚筒组合件1028的滚筒1120。这样就将活塞轴1114对着封盖1116“锁定”在适当位置,以便活塞/滚筒组合件1028可被提升而不会将过度的力施加在筛网(未示出)上。
将整个活塞/滚筒组合件1028以这种方式提升并置于培养皿1314中的烧结盘1310上。来自培养皿1314的JSU1312通过烧结盘1310,并被SAP颗粒(未示出)吸收以形成水凝胶层1318。在培养皿1314中的JSU1312应足够用于所有的溶胀相。如果需要,可在水合期间将更多的JSU1312添加到培养皿1314中,以保持JSU1312水平处于烧结盘1310的顶部表面1316处。在60分钟的一段时间后,将活塞/滚筒组合件1028从烧结盘1310上移除,注意如上所述对着封盖1116锁定活塞轴1114,并确保水凝胶层1318在该步骤中不损失JSU1312或吸入空气。将活塞/滚筒组合件1028置于卡规(未示出)之下并记录读数L2,精确至0.01mm。如果读数随时间变化,则只记录初始值。水凝胶层1318的厚度L0由L2–L1确定,精确至0.1mm。
将活塞/滚筒组合件1028转移到与环形支撑架1040连接的支撑筛网(未示出)上,注意将活塞轴1114对着封盖1116锁定在适当位置。将恒静压头贮存器1014定位,使得传输管1018通过第二封盖开口1136。以下面的顺序开始测量:
a)打开恒静压头贮存器1014的活塞1020以使得盐溶液1032达到在滚筒1120上的5.00cm标记1156。该盐溶液1032含量应在打开活塞1020的10秒内获得。
b)一旦获得5.00cm的盐溶液1032,则启动数据采集程序。
借助连接到天平1026上的计算机(未示出),每间隔20秒记录通过水凝胶层1318的盐溶液1032的质量,时间为10分钟。在10分钟结束的时候,关闭恒静压头贮存器1014上的活塞1020。
在尿液渗透性测量计算中采用60秒至实验结束的数据。60秒之前采集的数据不包括在计算中。流量Fs(单位为g/s)为由60秒至600秒收集的盐溶液1032的重量(单位为克)根据时间(单位为秒)作图的线性最小平方拟合的斜率。
水凝胶层1318的尿液渗透性测量(Q)利用以下公式计算:
Q=[Fg×L0]/[ρ×A×ΔP],
其中Fg为由流量结果的回归分析确定的流量,单位为g/s,L0为水凝胶层1318的初始厚度,单位为cm,ρ为盐溶液1032的密度,单位为gm/cm3。A(上式中)为水凝胶层1318的面积,单位为cm2,ΔP为流体静压力,单位为dyne/cm2,并且尿液渗透性测量Q的单位为m3sec/gm。应记录三次测定的平均值。
FSR测试方法
本方法测定SAP颗粒,尤其是聚合物水凝胶颗粒例如交联的聚丙烯酸酯在0.9%的盐水(0.9质量%的氯化钠水溶液)中的溶胀速度。测量原理为使SAP颗粒吸收已知量的流体,并测定吸收流体所采取的时间。随后将结果表示为克材料/秒的吸收的流体克数。所有测试均在23±2℃下进行。
四克代表性的SAP颗粒样本测量之前在未覆盖的5cm直径的培养皿中于23±2℃和0.01托或更低的真空室中干燥48小时。
将约1g(+/-0.1g)的测试样品从真空室中取出并立即称量(精确至0.001g)到25mL的烧杯中,所述烧杯具有32至34mm的内径和50mm的高度。材料均匀铺展在底部之上。将20g0.9%的盐水称入(精确至+/-0.01g)50mL的烧杯中,随后小心而快速地倾倒入包含测试材料的烧杯中。在液体接触材料时立即启动定时器。烧杯在溶胀期间不移动或搅拌。
当未扰动流体的最后一部分被溶胀颗粒触及时,停止定时器并记录时间,精确至秒(或者如果有的话可更精确)。为了增加端点测定的再现性,液体表面可用小灯具照亮而未用该灯具加热表面。再次称量烧杯以测定实际汲取的液体,精确至在±0.1g内。
通过用SAP颗粒的重量除以实际汲取的液体量并用该结果除以该汲取所需的时间计算自由溶胀速率,并表示为“g/g/s”。进行三次测量并对结果取平均以获得FSR值,单位为g/g/s,记录为3位有效数字。
实施例
对于实施例1和2,利用的超临界流体萃取单元如Zetzl等人(2003),“StandardisedLowCostSFE-UnitsforUniversityEducationandComparativeResearch”,Proceedingsofthe6thInternationalSymposiumonSupercriticalFluides,Versailles,(2),577-581,ISBN2-905-267-37-02中所述。对于实施例3和4,所用设备一般相似,但是萃取器具有1000mL的体积。此外,不同于实施例1和2之一的设备在于其为“闭环”系统以允许溶剂(例如CO2)回收利用。1000单元允许显著较高的质量流量:在实施例1和2的100mL单元允许至多2kg/h的溶剂流量时,1000mL单元则允许至多10kg/h的溶剂流量。此外,1000mL单元允许压力至多1000巴且温度至多100℃。
实施例1
实施例1的SAP颗粒为用于2011年2月在美国商购获得的Pampers“Cruisers”尿布中的超吸收聚合物颗粒。这些SAP颗粒一般根据US2009/0275470A1制备。两个样本(样本1和2)在相同的条件下测试。
SAP颗粒的量:8g
溶剂:CO2
高压釜压力:450巴
高压釜温度:45℃
流量:0.7kg/h
萃取时间:120分钟
在样本经历超临界流体处理前后测量CRC、FSR和UPM。
结果
CRC(g/g) | FSR(g/g/s) | UPM(1×10-7(cm3.s)/g) | |
SCF处理前的样本1 | 26.8 | 0.25 | 102 |
SCF处理后的样本1 | 26.9 | 0.23 | 101 |
SCF处理前的样本2 | 26.3 | 0.15 | 94 |
SCF处理后的样本2 | 26.2 | 0.14 | 103 |
数据显示SAP颗粒的容量(CRC)、自由溶胀速率(FSR)和渗透性(UPM)在SCF处理期间未降低,至少只要纯SAP颗粒样本被测试,即只要SAP颗粒未受污染且不包括在吸收制品内。
实施例2至4侧重于在吸收制品内受污染的SAP颗粒在经历SCF处理时的表现。
实施例2
如2011年2月在美国购买的5号Pampers“Cruisers”尿布(样本3至6)已经受不同的萃取条件。这些尿布的吸收芯包括12.8gSAP颗粒和0.84g固化的热塑性组合物。SAP颗粒被固化的热塑性组合物固定。然而,应当指出的是整个尿布包括1.83g固化的热塑性组合物,因为在制品内的多个组件利用此类固化的热塑性组合物彼此粘附(例如,当在周边处将顶片胶粘到底片上时或者当腿弹性部件围绕非织造层连接到其上时)。萃取期间,在制品内的所有热塑性组合物均受超临界流体的影响。由于所有的固化热塑性组合物被萃取出,因此吸收制品在SCF处理之后将相对容易地分裂为单独的片。
样本3(1个尿布)
溶剂:CO2
高压釜压力:450巴
高压釜温度:45℃
流量:0.5kg/h
萃取时间:90min
样本4(1个尿布)
溶剂:CO2
高压釜压力:500巴
高压釜温度:45℃
流量:0.8kg/h
萃取时间:115min
样本5(1个尿布)
溶剂:CO2和乙醇
高压釜压力:350巴
高压釜温度:45℃
流量:0.5kg/h的CO2和6mL/h的乙醇
萃取时间:120min
样本6(1个尿布)
溶剂:CO2
高压压力:350巴
高压釜温度:45℃
流量:0.7kg/hCO2
萃取时间:120min
在超临界流体单元中萃取处理之后,将SAP颗粒与固化的热塑性组合物分离,所述SAP颗粒在萃取之前在尿布中污染有固化的热塑性组合物。随后测试回收利用的颗粒的CRC值和UPM值。也测量用于制造尿布样本3至6的原材料SAP颗粒的相应值。对于CRC测量,从样本3至6回收利用的SAP颗粒的含水量与原材料SAP颗粒的含水量相同。
结果
CRC(g) | UPM(1×10-7(cm3.s)/g) | |
样本3 | 26.9 | 63 |
样本4 | 26.2 | 63 |
样本5 | 26.7 | 60 |
样本6 | 26.5 | 62 |
原材料SAP颗粒 | 26.8 | 93 |
数据显示SAP颗粒的容量(CRC)不会由于SCF处理而降低,然而,渗透性值(UPM)会降低。UPM值不会降低至回收利用的SAP颗粒不能在吸收制品使用的程度,尤其是如果它们与非回收利用的SAP颗粒混合。SAP颗粒的总体质量对于所有四种不同的萃取条件均良好。
实施例3
如2011年2月在美国购买的5号Pampers“Cruisers”尿布(样本7)已在具有1000mL萃取器的单元中经历SCF处理:
样本7(1000mL萃取器中的5个尿布)
溶剂:CO2
高压釜压力:375巴
高压釜温度:45℃
流量:2.2kg/h
萃取时间:180min
在55巴、17℃下二氧化碳的回收利用
在SCF单元中萃取处理之后,将SAP颗粒与固化的热塑性组合物分离,所述SAP颗粒在萃取之前在尿布中污染有固化的热塑性组合物。随后测试回收利用的颗粒的CRC值、FSR值和UPM值。也测量用于制造尿布样本7的原材料SAP颗粒的相应值。对于CRC测量,从样本7回收利用的SAP颗粒的含水量与原材料SAP颗粒的含水量相同。
结果
CRC(g/g) | FSR(g/g/s) | UPM(1×10-7(cm3.s)/g) | |
样本7 | 27.4 | 0.27 | 59 |
原材料SAP颗粒 | 26.8 | 0.27 | 90 |
数据显示SAP颗粒的容量(CRC)和FSR不会由于SCF处理而降低,然而,渗透性值(UPM)会降低。关于实施例2的样本,样本7的UPM值不会降低至回收利用的SAP颗粒不能在吸收制品中使用的程度,尤其是如果它们与非回收利用的SAP颗粒混合。SAP颗粒的总体质量良好。
实施例4
如2011年2月在美国购买的5号Pampers“Cruisers”尿布(样本7)已在具有1000mL萃取器并利用不同萃取条件的单元中经历SCF处理:
样本8(1000mL萃取器中的5个尿布)
溶剂:CO2
高压釜压力:300巴
高压釜温度:45℃
流量:2.2kg/h
萃取时间:180min
在55巴、17℃下二氧化碳的回收利用
样本9(1000mL萃取器中的5个尿布)
溶剂:CO2
高压釜压力:300巴
高压釜温度:45℃
流量:7.8kg/h
萃取时间:60min
在55巴、17℃下二氧化碳的回收利用
样本10(1000mL萃取器中的5个尿布)
溶剂:CO2
高压釜压力:350巴
高压釜温度:45℃
流量:7.5kg/h
萃取时间:60min
在55巴、17℃下二氧化碳的回收利用
在SCF单元中萃取处理之后,将SAP颗粒与固化的热塑性组合物分离,所述SAP颗粒在萃取之前在尿布中污染有固化的热塑性组合物。随后测试回收利用的颗粒的CRC值、FSR值和UPM值。也测量用于制造尿布样本8、9和10的原材料SAP颗粒的相应值。对于CRC测量,从样本和10回收利用的SPA颗粒的含水量与原材料SPA颗粒的含水量相同。
结果
CRC(g/g) | FSR(g/g/s) | UPM(1×10-7(cm3.s)/g) | |
样本8 | 27.3 | 0.23 | 64 |
样本9 | 27.2 | 0.21 | 59 |
样本10 | 27.1 | 0.26 | 63 |
原材料SAP颗粒 | 26.8 | 0.30 | 93 |
数据显示SAP颗粒的容量(CRC)和FSR不会由于SCF处理而降低,然而,渗透性值(UPM)会降低。至于实施例2和3的样本,样本8、9和10的UPM值不会降低至回收利用的SAP颗粒不能在吸收制品中使用的程度,尤其是如果它们与非回收利用的SAP颗粒混合。SAP颗粒的总体质量良好。
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Claims (22)
1.包含超吸收聚合物颗粒的吸收芯,其中所述超吸收聚合物颗粒的一部分为回收利用的超吸收聚合物颗粒,所述回收利用包括将受污染的超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物分离;
其中利用超临界流体将所述受污染的超吸收聚合物颗粒与所述固化的热塑性组合物分离,所述超临界流体包括二氧化碳、丙烷或它们的混合物,所述超临界流体的温度为40℃至100℃,所述超临界流体在100巴至600巴的压力下,所述固化的热塑性组合物为包含至少90重量%的超吸收聚合物颗粒的吸收芯的固化的热塑性组合物,所述重量%基于该吸收芯的总重量;
其中与非回收利用的超吸收聚合物颗粒的UPM值相比,所述回收利用的超吸收颗粒具有60%至95%的UPM值。
2.如权利要求1所述的吸收芯,其中所述受污染的超吸收聚合物颗粒具有10比1的超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物的比率。
3.如权利要求1所述的吸收芯,其中所述受污染的超吸收聚合物颗粒具有10比0.5的超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物的比率。
4.如前述权利要求1-3中任一项所述的吸收芯,其中所述回收利用的超吸收聚合物颗粒大于由所述吸收芯包含的超吸收聚合物颗粒总量的1重量%。
5.如前述权利要求1-3中任一项所述的吸收芯,其中所述回收利用的超吸收聚合物颗粒大于由所述吸收芯包含的超吸收聚合物颗粒总量的5重量%。
6.如前述权利要求1-3中任一项所述的吸收芯,其中所述回收利用的超吸收聚合物颗粒小于由所述吸收芯包含的超吸收聚合物颗粒总量的70重量%。
7.如前述权利要求1-3中任一项所述的吸收芯,其中所述回收利用的超吸收聚合物颗粒小于由所述吸收芯包含的超吸收聚合物颗粒总量的50重量%。
8.如前述权利要求1-3中任一项所述的吸收芯,其中所述回收利用的超吸收聚合物颗粒小于由所述吸收芯包含的超吸收聚合物颗粒总量的20重量%。
9.如前述权利要求1-3中任一项所述的吸收芯,其中所述回收利用的超吸收聚合物颗粒小于由所述吸收芯包含的超吸收聚合物颗粒总量的15重量%。
10.如前述权利要求1-3中任一项所述的吸收芯,其中所述吸收芯包含所述回收利用的超吸收聚合物颗粒与非回收利用的超吸收聚合物颗粒的共混物,并且其中所述回收利用的超吸收聚合物颗粒与所述非回收利用的超吸收聚合物颗粒在它们混入所述吸收芯中之前已彼此混合。
11.如前述权利要求1-3中任一项所述的吸收芯,其中所述回收利用的超吸收聚合物颗粒具有至少50(10-7(cm3.s)/g)的UPM值,并且其中所述非回收利用的超吸收聚合物颗粒具有至少80(10-7(cm3.s)/g)的UPM值。
12.如前述权利要求1-3中任一项所述的吸收芯,其中所述回收利用的超吸收聚合物颗粒具有至少60(10-7(cm3.s)/g)的UPM值,并且其中所述非回收利用的超吸收聚合物颗粒具有至少100(10-7(cm3.s)/g)的UPM值。
13.如前述权利要求1-3中任一项所述的吸收芯,其中将受污染的超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物分离,所述分离包括以下步骤:
a)提供受污染的超吸收聚合物颗粒与所述固化的热塑性组合物的附聚物,其中所述受污染的超吸收聚合物颗粒的至少一部分粘附到所述固化的热塑性组合物的至少一部分,
b)使所述附聚物经历超临界流体,所述超临界流体包括二氧化碳、丙烷或它们的混合物。
14.如前述权利要求1-3中任一项所述的吸收芯,其中基于所述固化的热塑性组合物的重量,所述固化的热塑性组合物包含至少30重量%的热塑性聚合物。
15.如前述权利要求1-3中任一项所述的吸收芯,其中所述吸收芯包括在吸收制品内,所述吸收制品选自由下列各项组成的组:尿布、训练裤和卫生巾。
16.用于将超吸收聚合物颗粒与吸收芯的固化的热塑性组合物分离的方法,基于所述吸收芯的总重量,吸收芯包含至少90重量%的超吸收聚合物颗粒,所述方法包括以下步骤:
a)提供所述超吸收聚合物颗粒与所述固化的热塑性组合物的附聚物,其中所述超吸收聚合物颗粒的至少一部分粘附到所述固化的热塑性组合物的至少一部分,
b)使所述附聚物经历超临界流体,所述超临界流体包括二氧化碳、丙烷或它们的混合物,所述超临界流体的温度为40℃至100℃,所述超临界流体在100巴至600巴的压力下,
其中当所述超吸收聚合物颗粒经历步骤a)和b)时,所述分离的超吸收聚合物颗粒的UPM值降低不超过40%。
17.如权利要求16所述的方法,其中在步骤a)中,超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物的比率为10比1。
18.如权利要求16所述的方法,其中在步骤a)中,超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物的比率为10比0.5。
19.如权利要求16至18任一项所述的方法,其中基于所述超临界流体的总重量,所述超临界流体还包含0.1重量%至40重量%的一种或多种共溶剂,所述共溶剂选自由下列各项组成的组:乙醇、乙酸乙酯、丁烷、乙酸丁酯、丙酮、一氧化二氮、二氧化碳、氮、水、以及它们的混合物。
20.如权利要求16至18任一项所述的方法,其中基于所述超临界流体的总重量,所述超临界流体还包含0.5重量%至30重量%的一种或多种共溶剂,所述共溶剂选自由下列各项组成的组:乙醇、乙酸乙酯、丁烷、乙酸丁酯、丙酮、一氧化二氮、二氧化碳、氮、水、以及它们的混合物。
21.如权利要求16至18任一项所述的方法,其中基于所述超临界流体的总重量,所述超临界流体还包含1重量%至20重量%的一种或多种共溶剂,所述共溶剂选自由下列各项组成的组:乙醇、乙酸乙酯、丁烷、乙酸丁酯、丙酮、一氧化二氮、二氧化碳、氮、水、以及它们的混合物。
22.超吸收聚合物颗粒在吸收芯中的用途,其中所述超吸收聚合物颗粒的至少一部分为回收利用的超吸收聚合物颗粒,所述回收利用的超吸收聚合物颗粒根据权利要求16至21任一项所述的方法获得。
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