CN102770252A - 使超吸收聚合物颗粒与包含聚合物的固化热塑性组合物分离的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种使超吸收聚合物颗粒重新流动的方法，所述聚合物颗粒先前已被包含至少30重量%热塑性聚合物的固化热塑性组合物固定。通过使用包括二氧化碳、丙烷或它们混合物的超临界流体，可使超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物分离。可通过使用一种或多种共溶剂来进一步改善分离。

Description

使超吸收聚合物颗粒与包含聚合物的固化热塑性组合物分离的方法

发明领域

本发明涉及使先前已被包含至少30重量%热塑性聚合物的固化热塑性组合物固定的超吸收聚合物颗粒重新流动的方法。通过使用包括二氧化碳、丙烷或它们混合物的超临界流体，使超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物分离。通过使用共溶剂可进一步改善分离。

发明背景

在制造一次性吸收制品如尿布和卫生巾的过程中，经常检测到有缺陷或瑕疵的制品并将它们从生产过程中废弃。虽然不适于销售，但是这些废品可包含很贵重的材料而不可丢弃。相反，可能期望从有缺陷的产品中回收某些材料。尤其期望重获通常包含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，超吸收聚合物颗粒大量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法固定，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。虽然相对于SAP颗粒的量，这些粘合剂的用量少，但是它们紧密地粘附到SAP颗粒。除了使SAP颗粒彼此连接以外，所述粘合剂还使SAP颗粒粘附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以对其回收利用。

因此，期望具有使SAP颗粒与粘合剂分离的方法以便重获SAP颗粒。然后所述颗粒可重新用于一次性吸收制品的制造中。

发明概述

本发明涉及使超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物分离的方法，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。该方法包括下列步骤：

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(agglomerate)，其中超吸收聚合物颗粒的至少一部分粘附到固化的热塑性组合物的至少一部分，

b)使所述附聚物经历包括二氧化碳、丙烷或它们混合物的超临界流体。

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为包括由本发明方法制得的纤维结构的尿布的平面图。

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由身体排泄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、阴道排出物、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和容纳由吸收制品接收的液体的结构。所述吸收芯通常包含吸收材料如透气毡(包含纤维素纤维)、SAP颗粒和可能的非织造纤维网。在一个实施方案中，所述吸收芯可包含小于10%的纤维素纤维，并且可甚至基本上不含纤维素(即小于1%的纤维素)，并且可包含一个或多个基底、设置在一个或多个所述基底上的SAP颗粒、以及固化的热塑性组合物。将固化的热塑性组合物施用在SAP颗粒和一个或多个基底的至少一部分上以用于将所述吸收剂粒状聚合物材料固定在所述一个或多个基底上。一个或多个基底可包括非织造纤维网或者由非织造纤维网组成。非织造纤维网将至少部分包围SAP颗粒和固化的热塑性组合物，因此这些非织造物通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粘结。上层和下层可由相同的非织造纤维网制成，或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/芯覆盖件还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，基底(例如非织造纤维网)的一个或多个层可另外置于吸收芯内以至少部分地分离并分割SAP颗粒。

在本发明中，吸收芯将通常包含按所述吸收材料的重量计(即不包括任何基底层)大于80%，更优选大于90%的SAP颗粒。所述吸收芯可甚至不含透气毡。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，吸收芯除了SAP颗粒以外还包含气味控制化合物。所述气味控制化合物可以气味控制颗粒形式提供。气味控制颗粒可均匀地分布于整个吸收芯，或作为另外一种选择，可仅在特定区域中被提供，而其它区域不含气味控制颗粒。例如，气味控制颗粒可以吸收芯中的一个或多个特定层的形式被提供。所述气味控制颗粒具有的粒度可与SAP颗粒的粒度相似。在一个实施方案中，气味控制化合物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在每个吸收芯中的含量可为200mg至400mg，优选250mg至350mg。通常，在吸收芯中SAP颗粒的重量将是气味控制化合物重量的30倍至50倍，优选地，在吸收芯中SAP颗粒的重量是气味控制化合物重量的35倍至45倍。

应当理解，就本发明而言，固化的热塑性组合物，以及气味控制化合物(如果存在的话)将不被认为包括在吸收材料内，因为固化的热塑性组合物不具有吸收特性。此外，就本发明而言，吸收芯不包括吸收制品的顶片、底片和(如果存在的话)采集系统。

如本文所用，“超吸收聚合物颗粒”是指交联的聚合材料，如使用离心保留容量测试(Edana 441.2-01)所测得的，所述聚合材料可吸收0.9%盐水溶液它们自身重量的至少5倍。SAP颗粒为颗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)丙烯酸聚合物制得。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。

本文所用“透气毡”是指粉碎的木浆，其为纤维素纤维的形式。

“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一个组分的存在，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。

“基本上由…组成”在本文中用来将主题(诸如权利要求中的主题)的范围限制于指定的材料或步骤、以及不显著地影响主题的基本和新型特性的材料或步骤。

“一次性的”在其普通的意义上使用，是指在不同时长内的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)之后被处理或废弃的制品。一次性吸收制品最经常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，术语“尿布”还包括下文定义的“裤”。

如本文所用，“裤”或“训练短裤”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、内聚粘合、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，侧扣紧、前腰区扣紧)。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，并且可为短纤维或连续长丝或原位形成的纤维。可商购获得的纤维具有小于约0.001mm至大于约0.2mm范围内的直径，并且它们具有几种不同的形式，如短纤维(称作短纱或短切纤维)、连续单纤维(长丝或单丝)、无捻连续长丝束(丝束)和加捻连续长丝束(纱)。非织造纤维网可通过许多方法形成，如熔喷法、纺粘法、溶液纺丝、静电纺纱、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。

包含纤维结构的吸收制品

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。然而应当理解，其它一次性吸收制品如裤、训练裤和卫生巾也包括在本发明中。

图1为根据本发明的某个实施方案的尿布210的平面图。显示尿布210处于其平展未收缩状态(即没有弹性诱导收缩)，并且尿布210的一些部分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的相对端部可被构造为尿布210的第二腰区232。尿布210的中间部分被构造为裆区234，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的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。此类附加部件已为本领域所熟知并被例如描述于美国专利3,860,003和美国专利5,151,092中。

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的至少一部分以形成制品腰部和一个或多个腿部开口。根据某些实施方案，尿布210可具有可重新闭合的扣紧系统，或作为另外一种选择，可以裤型尿布的形式提供。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。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，所述制品可包括至少两个沿着它们面朝纵向轴线236的纵向边缘接合到基础结构并且沿着它们远离纵向轴线236的纵向边缘彼此接合的侧片以形成裤。

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、以及底片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，如面朝穿着者的上部采集层252和面朝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可用来接纳液体涌流，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可包含化学交联的纤维素纤维和/或非织造纤维网。

超临界流体

当将气体压缩至足够高的压力时，它变成液体。另一方面，如果将气体加热至超过特定温度时，它不再能够通过压缩转变成液态。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。这些温度和压力值界定临界点，它对于指定物质而言是唯一的。当温度和压力均超出如下文图表中所示的临界点数值时，物质的状态被称为超临界态。二氧化碳的临界温度和压力数值为31.1℃和73.8巴。丙烷的临界温度和压力数值为38.8℃和42.5巴。

纯物质的P-T图

该超临界流体(SCF)呈现气体和液体两者的许多特性。在超临界状态下，温度和压力的较小改变，可实现溶解能力的增加和溶剂特性的改变。由于SCF的有利扩散率、粘度、表面张力和其它物理特性，它尤其适用作萃取溶剂。例如，与典型的液体溶剂如乙醇、异丙醇或正己烷相比，超临界二氧化碳具有非常高的扩散率和相当高的粘度。

其低粘度和低表面张力使SCF能够渗透固体物质，从其中萃取出活性组分。

此外，在使用CO₂的SCF萃取中，萃取物中无溶剂残留。就本发明而言，CO₂纯度应为至少99.95%。而且，其接近环境温度的临界温度使得它理想地适于热不稳定的产品。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，因为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SCF溶剂无额外的“温室效应”。此外，CO₂易以低成本得到。

本发明的方法

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。所有组件需要整合于密闭体系中。SCF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SCF)通过(沉淀器的)至少一个出口离开沉淀器并通过管道返回萃取器。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%，或甚至超过95%可紧密地粘附到固化的热塑性组合物。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气密地密封以允许适当的压力和温度积聚。

放置于萃取器中的材料可仅为粘附有固化的塑性组合物的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吸收芯内同时经历本发明的方法时，本发明的方法也可被实施。除了受污染的SAP颗粒之外，吸收芯还可包含非织造纤维网、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，所述吸收芯包含至少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，所述吸收芯包含至少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包含小于8重量%的固化的热塑性组合物。在另一个实施方案中，基于所述吸收芯的总重量，所述吸收芯包含小于6重量%的固化的热塑性组合物。在另一个实施方案中，基于所述吸收芯的总重量，所述吸收芯包含小于5重量%的固化的热塑性组合物。

作为另外一种选择，经历本发明方法的材料除了包含具有受污染的SAP颗粒的吸收芯以外，还包含吸收制品的其它组件如采集系统。

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可经历本发明的方法。这消除了在使吸收芯经历本发明方法之前，将它们从吸收制品中回收的需要。因此，在另一个实施方案中，使完整的吸收制品如一次性尿布、训练裤或卫生巾经历本发明的方法。这些吸收制品包含粘附有固化的热塑性组合物的SAP颗粒。所述SAP颗粒包含于吸收制品中，即具有粘附的固化热塑性组合物的SAP颗粒被其它材料如非织造纤维网、薄膜和/或透气毡包围。完整的吸收制品还可包括已被用于在部分吸收制品(例如在底片或着陆区上)上提供印刷的油墨。

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，所述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，所述一次性吸收制品包含小于2.5重量%的固化热塑性组合物。

在具有粘附的固化热塑性组合物的SAP颗粒已被放置于萃取器中后，使至少一个入口和至少一个出口与萃取器连接，并且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，并且通过至少一个入口管线进入萃取器。在通过萃取器的同时，超临界流体还通过包含于萃取器中的材料。

由于其低粘度和高分散系数，超临界流体易于渗透放置于萃取器中的材料，从而紧密地接触粘附有固化热塑性组合物的SAP颗粒，即使SAP颗粒包含于吸收制品中。通过所述材料，超临界流体萃取固化的热塑性组合物，由此固化的热塑性组合物逐渐从SAP颗粒上移除。

超临界流体与萃取出的固化热塑性组合物一起通过至少一个出口离开萃取器，并且通过管进入沉淀器中。在沉淀器中，使超临界流体膨胀至低于超临界温度和压力的条件，例如使超临界二氧化碳和/或丙烷转变回气态。在超临界流体膨胀时，因为气态二氧化碳和/或丙烷不再用作萃取介质，萃取出的固化热塑性组合物沉淀于沉淀容器中。

然而，固化的热塑性组合物的化学结构非常可能与粘附SAP颗粒时固化的热塑性组合物所具有的化学结构不同。例如，如果固化的热塑性组合物不是纯化合物而是不同组分的混合物，则在萃取后不同组分可能至少部分彼此分离，可能造成先前固化的热塑性组合物的一部分现为液态(例如油(如果存在的话))。

当萃取出的材料在沉淀器中沉淀时，再生二氧化碳和/或丙烷，即不再“载有”萃取出的材料。二氧化碳和/或丙烷通过至少一个出口离开沉淀器，并且进入管道，使其返回沉淀器。在其回路上，气体被再次压缩，直至它达到超临界状态。因此，超临界流体能够再次进入其中已放入SAP颗粒的萃取器，所述SAP颗粒具有粘附的固化热塑性组合物。

如已经解释的，本发明的方法可在密闭系统中实施，其中二氧化碳和/或丙烷可至少部分被回收利用并且再使用许多个循环，反复通过具有受污染的SAP颗粒的萃取器。

压力和温度：

由于较高的压力更难以达到，从工艺过程和成本角度上看，较低的压力是适宜的。然而，已发现，较高的压力使得本发明的方法更有效，可能使得在受污染的SAP颗粒经历超临界流体以使SAP颗粒重新流动并且使它们不含固化的热塑性组合物期间，时间更短。较高的压力意味着每给定体积存在更多的超临界流体分子，从而能够更快地萃取。在本发明方法中，超临界流体可处于100巴至600巴，或150巴至400巴，或200巴至350巴的压力下。

当二氧化碳在73.8巴压力和31.1℃温度下达到其超临界状态时，超临界流体的温度应为至少40℃。低于40℃的温度可能在系统中产生温度至少暂时低于31.1℃超临界温度的区域。因此，为确保工艺稳定性，温度应为至少40℃。然而，如果使用丙烷作为超临界流体(或主要由丙烷组成的混合物)，由于与二氧化碳相比，丙烷的临界温度稍高，因此期望具有至少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℃。高于100℃的温度不仅增加系统运行的成本，而且它们还会不利的影响SAP颗粒，例如使SAP颗粒泛黄。

如果经历本发明方法的受污染的SAP颗粒包含气味控制化合物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能在高温下变质。例如，过碳酸盐可分解，释放出游离的过氧化氢。然而，就本发明而言，气味控制化合物在经历本发明时是否分解和失活不是关键，只要没有不利地影响SAP颗粒。

如果期望保持气味控制化合物的活性，则可确定气味控制化合物失活时的温度，并且可相应地选择使包含气味控制化合物的受污染的SAP颗粒与超临界流体接触时的温度，以避免失活(只要不需要低于40℃的温度，在这些实施方案中，不能保持气味控制化合物的活性)。例如，不应使过碳酸盐经受高于60℃的温度，以避免分解并且释放出过氧化氢。

超临界流体的量和时间：

以连续物流形式向包含受污染的SAP颗粒的萃取器提供超临界流体。所述物流通过至少一个入口进入萃取器，并且通过至少一个出口离开萃取器。

一般来讲，希望超临界流体的量是待萃取的固化热塑性组合物量的许多倍，以使固化热塑性组合物与SAP颗粒分离。

实际需要量特别取决于除了二氧化碳和/或丙烷以外还是否使用共溶剂。如果使用共溶剂，则较少量的超临界流体就足够了。如果使用纯二氧化碳，则流动通过萃取器的超临界流体的量期望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)二氧化碳与丙烷(即没有附加的共溶剂)的混合物，则流动通过萃取器的超临界流体的量期望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，则优选的是，基于超临界流体的总重量，所述混合物由60重量%至95重量%的二氧化碳和5重量%至40重量%的丙烷组成，更优选由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，则相对于固化的热塑性组合物的量，使用20倍至120倍(按重量计)优选20倍至80倍(按重量计)，并且更优选20倍至60倍量的流动通过萃取器的超临界流体就足够了。

受污染的SAP颗粒必须经历超临界流体处理以便使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，取决于流量，并且取决于所用的超临界流体。

受污染的SAP颗粒一般经历超临界流体15分钟至180分钟，或30分钟至90分钟。

本发明的方法可以批量方法或准连方法实施。如本文所用，“批量方法”是指将给定量的具有粘附的固化热塑性组合物的SAP颗粒放置于萃取器中，并且用超临界流体处理，直至SAP颗粒已与固化热塑性组合物完全分离。之后，将SAP颗粒(以及一次性吸收制品/完整吸收制品的其它部件(如果存在的话))从萃取器中取出，并且将新加量的具有粘附的固化热塑性组合物的SAP颗粒(即新批料)放置于萃取器中。此外，如果由固化的热塑性组合物的萃取产生过多的沉淀物质，则可能需要清空沉淀器。然而，本发明还包括其中以准连续方法处理SAP颗粒的方法。如本文所用，“准连续”是指所述体系包括多于一个的萃取器。适当的设置所述体系，使得一个或多个萃取器能够与体系分离，使得它们可被打开，同时使具有一个或多个其它萃取器的其余体系不受影响。

用于本发明方法中的超临界流体：

就本发明而言，超临界流体包括二氧化碳、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，SCF对化合物的可萃取性取决于这些化合物中存在的单独官能团、它们的分子量和极性。

许多非极性有机溶剂(如二氧化碳或丙烷)能够溶解极性物质。当比较具有相似摩尔质量的极性和非极性分子时，由于极性分子之间的偶极-偶极相互作用，极性分子一般具有较高的沸点。此类极性相互作用的最常见形式是氢键，其还被称为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/丙烷混合物以外，还可使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/丙烷混合物以外，SCF还包含一种或多种共溶剂。而且，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。在本发明可供选择的实施方案中，SCF由二氧化碳组成。

向萃取器提供的用于本发明方法中并且包含于SCF中的共溶剂可选自：乙醇、乙酸乙酯、丁烷、乙酸丁酯、丙酮、一氧化二氮(nitrous oxide)、二氧化碳、氮气、水，以及它们的混合物。向萃取器提供的包含于SCF中的共溶剂的量(或共溶剂总量(如果使用多于一种的共溶剂))基于超临界流体的总重量可为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%。所有超临界流体均可彼此完全混溶，因此就混合物而言，如果超过所述混合物的临界点，则可确保为单相。

已发现，不仅有可能对整个吸收芯实施本发明的方法，而且甚至有可能对包含吸收芯的完整吸收制品实施本发明的方法。令人惊奇的是，还已发现，如果使用完整的吸收芯或完整或至少部分组装的吸收制品，所述方法甚至可更好的起效。

不受理论的束缚，据信该改善的一个原因是吸收芯或吸收制品中包含的某些化合物用作共溶剂。例如，吸收制品通常包含粘合剂，所述粘合剂用于将制品的不同纤维网和材料彼此粘合。此外，许多吸收制品具有弹性构件，其可包含用作共溶剂的物质。通常发现用于吸收制品中的其它化合物是表面活性剂(例如使顶片亲水)。此类表面活性剂也可用作本发明方法的共溶剂。应当理解，就本发明而言，当涉及用于超临界流体的共溶剂时(尤其是在确定优选的化合物和共溶剂量时)，不将这些“固有共溶剂”考虑在内。相反，当涉及共溶剂时，仅涉及有意并且以可控方式混合到超临界流体中的那些化合物。

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，不仅萃取出固化的热塑性组合物，而且经由萃取，影响了其它化合物，如用于制品其它区域中的粘合剂、表面活性剂、油墨、以及弹性元件中可能存在的弹性剂。这易于由以下事实证明：吸收制品在至少一定程度上被拆卸和解构成其单个元件，如先前组装成吸收制品的顶片、底片、带材等。

因此，当其它化合物被萃取出时，它们被释放并且包含于SCF的物流中，与SCF一起通过萃取器，由此还接触到受污染的SAP颗粒。与超临界CO2和丙烷相反，这些化合物中有许多是极性物质，可促进固化的热塑性组合物的萃取，尤其是在固化的热塑性组合物包含较极性的物质时(即除了固化热塑性组合物中的聚合物以外的物质)。然而，从吸收芯或吸收制品中萃取出的较非极性的化合物当然也具有为共溶剂的可能性。

超吸收聚合物颗粒

SAP颗粒可以为多种形状。术语“颗粒”是指颗粒、纤维、薄片、球体、粉末、薄板、以及SAP颗粒领域技术人员已知的其它形状和形态。例如，颗粒可为颗粒或小珠形式，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。在另一个实施方案中，SAP颗粒可为纤维形状，即细长的针状SAP颗粒。在那些实施例中，超吸收聚合物纤维具有小于约1mm，通常小于约500μm，并且优选小于250μm下至50μm的较小尺寸(即纤维的直径)。纤维的长度优选地为约3mm至约100mm。纤维也可是被织造的长丝的形式。

本发明优选的SAP颗粒为球状颗粒。根据本发明所述，并且与纤维相反，“球状颗粒”具有最长和最小尺寸，并且颗粒的最长和最短颗粒尺寸之比在1-5范围内，其中值1等于完美的球状颗粒，而值5将使得与此类球状颗粒有一些偏差。

用于本发明中的SAP颗粒包含多种水不溶性却水可溶胀的能够吸收大量流体的聚合物。这些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(即同质的)，在本发明中也可使用聚合物的混合物。SAP颗粒也可包含具有低含量一种或多种添加剂的混合物，所述添加剂如粉末二氧化硅、表面活性剂、粘合剂、基料等。此外，SAP颗粒还可具有粒度梯度，或可具有一定范围的粒度。

先前已知的SAP颗粒中有许多呈现凝胶阻塞。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或区域。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颗粒接近于完全浸透之前很久或者在流体扩散或芯吸通过“结块”颗粒进入吸收芯的其它部位之前吸收制品就会发生渗漏。

减小凝胶结块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。这种方法通常被称为表面交联。

固化热塑性组合物

粘附有SAP颗粒的本发明固化的热塑性组合物可为粘合剂，优选热熔性粘合剂。所述粘合剂可最初已被施用以固定SAP颗粒。在实施方案中，一般可能需要SAP颗粒的这种固定作用，其中一次性吸收制品的吸收芯几乎不包含(例如按所述吸收材料的总重量计小于10%)透气毡或其中所述吸收芯根本不包含透气毡。通常，将SAP颗粒放置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固定。

应当理解，固化的热塑性组合物在施用于SAP颗粒上期间可能不为其固化态，并且固化的热塑性组合物可被加热至一定温度，此时它为半流体或流体以有利于施用到SAP颗粒。因此，本发明中固化的热塑性组合物是指在室温下被固化的组合物。一般来讲，本发明中固化的热塑性组合物在等于和稍高于吸收制品的应用温度下，即在至高约40℃的温度下(即使吸收制品的部件将具有更低的应用温度)，也应是固体，固化的热塑性组合物易于固定SAP颗粒并且使它们保持在适当位置。

在固化的热塑性组合物已被转变成半流体或流体态时(加热时)，固化的热塑性组合物可至少部分以纤维形式施用到SAP颗粒上(例如通过喷雾)，以在SAP颗粒周围形成一种纤维粘合剂-网络。如果以纤维形式施用固化的热塑性组合物，则所述纤维通常具有约1至约50微米，或约1至约35微米的平均厚度，和约5mm至约50mm，或约5mm至约30mm的平均长度。

所述固化的热塑性组合物可包含单一热塑性聚合物或热塑性聚合物的共混物。一种或多种热塑性聚合物可具有由ASTM方法D-36-95“Ring andBall”测定的介于50℃和300℃范围内的软化点。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Mw，以道尔顿为单位)，和低于室温(25℃)或-6℃>的玻璃化转变温度(Tg)，Tg<16℃。在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，在固化的热塑性组合物中的热塑性聚合物与水混溶(含量按所述固化的热塑性组合物的重量计高于5%)。

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嵌段为通常包含聚苯乙烯的非弹性体聚合物嵌段，并且B嵌段为不饱和共轭二烯或(部分)此类的氢化变型。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。在固化的热塑性组合物中的聚合物优选地为苯乙烯-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。苯乙烯嵌段共聚物通常用于发现可应用于吸收制品中的粘合剂中。在其中固化的热塑性组合物包含一种以上聚合物的本发明实施方案中，基于所述固化热塑性组合物的总重量，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，它们为利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%的热塑性聚合物以外，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，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热塑性组合物的重量通常为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热塑性组合物的重量通常1重量%至40重量%，优选5重量%至30重量%，或5重量%至20重量%。本发明的固化热塑性组合物可包含一种以上的油(即不同的油)，和/或可包含一种以上的增粘树脂(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所述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，尤其是针叶树的烃分泌物，例如松香酯(其通常用作增粘剂)。本文术语树脂也用于具有相似特性的合成树脂。合成树脂是与天然树脂(能够硬化的粘稠液体)具有相似特性的材料。它们通常通过有机化合物的酯化或皂化制得。典型的类型为环氧树脂。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Mw(以道尔顿为单位)。Tg通常将高于室温。用于本发明的油是在环境温度下为液体并且疏水，但可溶于有机溶剂中的任何物质。油具有高含量的碳和氢，并且是非极性物质。用于本发明固化的热塑性组合物中的油为矿物油。在一个实施方案中，所述油为凡士林油，例如石蜡油、环烷油，或它们的混合物。所述油可具有小于1,000的低重均分子量Mw(以道尔顿为单位)。Tg优选将低于室温(25℃)。

本发明固化的热塑性组合物的实例为下列热熔性粘合剂：弹性粘合剂Bostik Findley H2401；得自H.B.Fuller的Lunatack D 3155B Zeropack和D3166Zeropack；得自H.B.Fuller的HL 1358；由National Starch出售的Dispomelt(DM526和DM519A)。

包含具有SAP颗粒的吸收芯的吸收制品的一个实例是在印度市售的Pampers Magic Nicker，所述SAP颗粒已用本发明的固化热塑性组合物固定。

本文所引用的转让给Procter & Gamble Company的所有专利和专利申请(包括以上公开的任何专利)在与其一致的程度上据此以引用方式并入本文。

本文所公开的尺寸和数值不应被理解为严格限于所述确切数值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲旨在表示所述值以及该值附近的函数等效范围。例如，所公开的尺寸“40mm”旨在表示“约40mm”。

发明详述中引用的所有文献以其相关部分以引用方式并入本文。任何文献的引用不可理解为是对其作为本发明的现有技术的认可。当本文献中术语的任何含义或定义与以引用方式并入本文的文献中相同术语的任何含义或定义冲突时，将以赋予本文献中那个术语的含义或定义为准。

尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但是对那些本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出许多其它的改变和变型。因此，随附权利要求书中旨在涵盖本发明范围内的所有这些改变和变型。

Claims (15)

1.使超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物分离的方法，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，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，其中将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)使所述附聚物经历包括二氧化碳、丙烷或它们混合物的超临界流体。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述超临界流体还包含一种或多种共溶剂。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述共溶剂选自：乙醇、乙酸乙酯、丁烷、乙酸丁酯、丙酮、一氧化二氮、二氧化碳、氮气、水，以及它们的混合物。

4.如权利要求2或3所述的方法，其中基于超临界流体的总重量，所述一种或多种共溶剂的总量为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%。

5.如任一项前述权利要求所述的方法，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还包含1重量%至60重量%，优选5重量%至40重量%的树脂。

6.如任一项前述权利要求所述的方法，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还包含1重量%至30重量%，优选5重量%至30重量%的油。

7.如任一项前述权利要求所述的方法，其中所述固化的热塑性组合物还包含添加剂，所述添加剂选自：抗氧化剂、沙土、硅氧烷和表面活性剂，并且其中基于所述固化的热塑性组合物的重量，添加剂的总量不超过15重量%，优选不超过10重量%，更优选不超过8重量%。

8.如任一项前述权利要求所述的方法，其中使所述附聚物经历超临界流体的连续物流。

9.如权利要求8所述的方法，其中在超临界流体经历完所述附聚物后，回收利用所述超临界流体。

10.如任一项权利要求所述的方法，其中在经历所述超临界流体时，所述附聚物包含于完整的一次性吸收制品或吸收制品的部件中。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述吸收制品为尿布、训练裤或卫生巾。

12.如权利要求10或11所述的方法，其中所述吸收制品的部件为吸收芯。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述吸收芯除了包含所述附聚物以外还包含一个或多个非织造纤维网。

14.超临界流体用于使超吸收聚合物颗粒与固化的热塑性组合物分离的用途，所述固化的热塑性组合物包含至少30%的热塑性聚合物，其中将所述超吸收聚合物颗粒的至少一部分粘附到所述组合物的至少一部分，并且其中所述超临界流体包括二氧化碳、丙烷，或它们的混合物。

15.通过如权利要求1至14中任一项所述的方法获得的超吸收聚合物颗粒。

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