TWI760260B - 吸水性樹脂之再生方法及再生後吸水性樹脂 - Google Patents

吸水性樹脂之再生方法及再生後吸水性樹脂 Download PDF

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Abstract

本發明有關於一種吸水性樹脂之再生方法及再生後吸水性樹脂。此再生方法包含第一脫水處理、去離子處理、去除處理及第二脫水處理。藉由鹼金屬鹽之飽和溶液與去金屬離子樹脂之特定的體積比值,此再生方法可去除二價金屬離子與金屬離子捕捉劑所形成之複合物,從而提升再生後吸水性樹脂之吸收性能。

Description

吸水性樹脂之再生方法及再生後吸水性樹脂
本發明係有關於吸水性樹脂之再生方法及再生後之吸水性樹脂,且特別是有關於一種可提升吸收性能之再生方法與再生後之吸水性樹脂。
吸水性樹脂常應用於吸收及留住人體排出物之一次性衛生用品,此些一次性衛生用品可包含一次性紙尿褲、訓練褲、成人失禁及女性衛生用品等製品,其中人體排出物可例如為尿液、糞便及經血。就衛生用品的結構而言,衛生用品包含面向使用者身體之液體可通過的面層、面向使用者衣物之液體不可通過的底層及設置在面層與底膜之間的吸收芯體,且此吸收芯體係由吸水性樹脂所構成。再者,一次性衛生用品可提供使用者良好的舒適性及便利性,尤其是使用後可立即拋棄的優點,故廣為大眾所使用。
雖然一次性衛生用品具有前述之便利性,但是隨著使用量及頻率的增加,使用後的一次性衛生用品產生嚴重的環保問題。詳述之,使用後的一次性衛生用品沾有糞便、尿液、體液或經血之污物,且此些污物含有水分,且其被吸收芯體所留住,而難以在焚化爐中被焚化,甚至縮短焚化爐的壽命。其次,使用後一次性衛生用品之重量大幅增加,而不利於運送至焚化爐或垃圾掩埋場。再者,一次性衛生用品包含許多不易分解的化學材料(主要為吸水性樹脂),而於垃圾掩埋場中不易被分解。
為了改善前述一次性衛生用品之缺點,一次性衛生用品的回收開始被研究。舉例而言,中華民國專利公告第I630959號揭露一種吸收性物品的回收方法。此回收方法係先清洗吸收性物品上的污物,再將吸收性物品於高張溶液中脫水,接著破碎經脫水的吸收性物品,然後依據吸收性物品中之吸收性材料、纖維材料及包裝材料的比重之差異分別回收此些材料。
中華民國專利公告第I652124號揭露一種全自動紙尿褲回收系統,其包括自動清洗設備、破碎機及沉澱分離設備。自動清洗設備可針對使用後紙尿褲進行清洗、消毒及殺菌,且破碎機可將清洗後的紙尿褲進行切割處理,以形成容易分離的大小。沉澱分離設備可利用溶劑(高吸水性吸收體脫水劑)使紙尿褲中的高吸水性吸收體進行脫水結晶,而塑膠片及棉質纖維則因溶劑關係而與高吸水性吸收體分離開。於此同時,組成紙尿褲的材料因為重量的差異,而自動在溶劑中分層,故可按照分層個別收集此些材料,進而達到回收再利用之目的。雖然使用有機溶劑能夠有效地對高吸水性吸收體進行脫水,但是有機溶劑存在使用上安全性的風險及回收有機溶劑之缺點。
此外,日本專利特開2003-225645揭露添加過渡金屬鹽,或者過渡金屬鹽與鹼金屬鹽或鹼土金屬鹽之混合物至使用後的吸收性物品所含有之紙漿成分及高吸水性聚合物的凝膠狀混合物中,以脫除高吸水性聚合物中之水分,並收縮及固化高吸水性聚合物。同時以過渡金屬鹽將高吸水性聚合物著色後,再分別分離回收紙漿成分及高吸水性聚合物。然後藉由酸處理分離出前述之鹽類,再對酸處理後的高吸水性聚合物進行鹼處理,以使高吸水性聚合物恢復吸收性能。酸及鹼對於設備有腐蝕性且對於人體皮膚有刺激性。若有殘留酸或鹼於再生後高吸水性聚合物中,此再生後高吸水性聚合物將無法應用於紙尿褲的製造。
另外,中國專利公開第CN104245119A號揭露在不使用酸或鹼的情況下,以簡單且廉價的再生方法回收使用後的高吸水性聚合物。依序使用多價金屬鹽的水溶液及鹼金屬鹽水溶液處理使用後的高吸水性聚合物,再依序水洗及乾燥高吸水性聚合物。藉由鹼金屬鹽水溶液所能置換出的鈣離子較少,而殘留的鈣離子會與高吸水性聚合物反應,而降低其吸收性能。
有鑑於此,亟需發展一種新的吸水性樹脂之再生方法,以改善習知的再生後吸水性樹脂之上述缺點。
有鑑於上述之問題,本發明之一態樣是在提供一種吸水性樹脂之再生方法。藉由鹼金屬鹽之飽和溶液與去金屬離子樹脂之特定的體積比值,此再生方法可去除二價金屬離子與金屬離子捕捉劑所形成之複合物,從而提升再生後吸水性樹脂之吸收性能。
本發明之另一態樣是在提供一種再生後之吸水性樹脂。此再生後之吸水性樹脂係利用前述之吸水性樹脂之再生方法所製得。
根據本發明之一態樣,提出一種吸水性樹脂之再生方法。此再生方法中,使用二價金屬鹽對待處理吸水性樹脂進行第一脫水處理,以獲得脫水樹脂。再使用金屬離子捕捉劑對脫水樹脂進行去離子處理,以獲得去金屬離子樹脂。於進行去離子處理後,使用含有鹼金屬鹽之飽和溶液進行去除處理,以去除金屬離子捕捉劑,並獲得去捕捉劑樹脂,其中飽和溶液與去金屬離子樹脂之體積比值為大於0.5且小於6.0。然後,使用鹼金屬鹽之粉末對去捕捉劑樹脂進行第二脫水處理,以獲得再生後的吸水性樹脂。
依據本發明之一實施例,二價金屬鹽係選自於由氯化鈣、氯化鎂、硝酸鈣及硝酸鎂所組成之群族之至少一者。
依據本發明之另一實施例,基於待處理吸水性樹脂之莫耳數為100莫耳百分比,二價金屬鹽之使用量為5莫耳百分比至25莫耳百分比。
依據本發明之又一實施例,金屬離子捕捉劑包含膦酸化合物、羧酸化合物及其鹼金屬鹽類。
依據本發明之又一實施例,金屬離子捕捉劑包含三級胺基團。
依據本發明之又一實施例,基於待處理吸水性樹脂之莫耳數為100莫耳百分比,金屬離子捕捉劑之使用量為1莫耳百分比至20莫耳百分比。
依據本發明之又一實施例,鹼金屬鹽之陰離子係選自於由氯離子、硫酸根離子、硝酸根離子、碳酸根離子及碳酸氫根離子所組成之群族之至少一者。
依據本發明之又一實施例,基於待處理吸水性樹脂之莫耳數為100莫耳百分比,鹼金屬鹽之粉末之使用量為大於0.3莫耳百分比且小於35莫耳百分比。
依據本發明之又一實施例,於進行第二脫水處理後,再生方法更包含乾燥處理,以乾燥再生後的吸水性樹脂。
本發明之另一態樣係提供一種再生後之吸水性樹脂。此再生後之吸水性樹脂係利用如前述之吸水性樹脂之再生方法所製得,其中根據歐洲不織布協會所規定之ERT 440.3(10)的方法,再生後之吸水性樹脂之吸水倍率為不小於85%。
應用本發明之吸水性樹脂之再生方法,其中再生方法包含第一脫水處理、去離子處理、去除處理及第二脫水處理。藉由鹼金屬鹽之飽和溶液與去金屬離子樹脂之特定的體積比值,此再生方法可去除二價金屬離子與金屬離子捕捉劑所形成之複合物,從而提升再生後吸水性樹脂之吸收性能。
以下仔細討論本發明實施例之製造和使用。然而,可以理解的是,實施例提供許多可應用的發明概念,其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論之特定實施例僅供說明,並非用以限定本發明之範圍。
本發明之吸水性樹脂的再生方法包含第一脫水處理、去離子處理、去除處理及第二脫水處理。申言之,二價金屬離子會與待處理吸水性樹脂之羧基的氧原子形成配位鍵結,而置換原本透過氫鍵與氧原子結合之水分子,以進行脫水處理,而獲得脫水樹脂。再以金屬離子捕捉劑去除脫水樹脂中之前述的二價金屬離子,以獲得去金屬離子樹脂。接著,以鹼金屬鹽之飽和溶液去除去金屬離子樹脂中的金屬離子捕捉劑,以獲得去捕捉劑樹脂,其中藉由鹼金屬鹽之飽和溶液與去金屬離子樹脂之特定的體積比值移除二價金屬離子與金屬離子捕捉劑所形成之複合物。然後,以鹼金屬鹽粉末使前述之去捕捉劑樹脂中的水分滲透出來,以獲得再生後的吸水性樹脂。由此再生方法所再生之吸水性樹脂具有良好的吸收性能。
本發明所稱之「吸收性能」係指參照歐洲不織布協會(European Disposables And Nonwovens Association,EDANA)之ERT 440.3(10)及ERT 442.3(10)對再生後及/或待處理之吸水性樹脂進行去離子水吸水倍率試驗及壓力下吸水倍率試驗後,並以獲得之結果評價此吸水性樹脂之吸收性能。若此吸水性樹脂具有不小於85%的去離子水吸水倍率及不小於80%的壓力下吸水倍率,則稱此吸水性樹脂具有良好的吸收性能。前述壓力可為4.9kPa。
請參見圖1,其繪示根據本發明之實施例之吸水性樹脂之再生方法的流程示意圖。吸水性樹脂之再生方法100係使用二價金屬鹽對待處理吸水性樹脂進行第一脫水處理,以獲得脫水樹脂,如操作110所示。二價金屬鹽中之二價金屬離子會與待處理吸水性樹脂之羧基的氧原子形成配位鍵結,而置換原本透過氫鍵與此氧原子結合之水分子,以達成脫水。
在一些實施例中,吸水性樹脂可包含交聯的聚丙烯酸、乙烯基酯與不飽和羧酸之共聚鹼化物、澱粉-丙烯酸共聚物、異丁烯-馬來酸共聚物、異丁烯-馬來酸共聚物及此些聚合物之鉀鹽或鈉鹽。較佳地,吸水性樹脂可為交聯的聚丙烯酸之鈉鹽。
在一些具體例中,交聯的聚丙烯酸之鈉鹽可具有60莫耳百分比至80莫耳百分比的中和度(或稱作中和率),且較佳可為50莫耳百分比至75莫耳百分比。此中和度為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所習知的方法所測得。當交聯的聚丙烯酸之鈉鹽具有前述之中和度時,交聯的聚丙烯酸之鈉鹽可具有中性或微酸性,而可提供人體皮膚的舒適度。吸水性樹脂的再生方法100尤其適合於具有此種中和度的聚丙烯酸之鈉鹽的吸水性樹脂的再生。
在一些實施例中,二價金屬鹽係選自於由氯化鈣、氯化鎂、硝酸鈣及硝酸鎂所組成之群族之至少一者。當再生方法使用其他種脫水劑(非二價金屬鹽)時,容易殘留脫水劑於脫水樹脂中。此外,本發明之吸水性樹脂的再生方法排除使用一價金屬鹽(如:氯化鈉)進行待處理吸水性樹脂的第一次脫水,其原因為一價金屬鹽不能穩定地置換原本與吸水性樹脂之羧基的氧原子結合之水分子,而不能達成脫水效果。在一些具體例中,二價金屬鹽可經由水溶液或粉狀的形式與吸水性樹脂混合,以進行脫水。
申言之,在吸水性樹脂吸收液體後(例如:吸水性樹脂被使用後),吸水性樹脂中的羧基之氧原子帶負電荷,其與水分子形成氫鍵,而達到吸水效果。當二價金屬鹽與吸水性樹脂混合時,二價金屬鹽之二價金屬離子會與吸水性樹脂之羧基的氧原子形成配位鍵結,而使氧原子釋出水分子,即對待處理吸水性樹脂進行脫水。
在一些實施例中,脫水後之吸水性樹脂(即脫水樹脂)會收縮固化且逐漸沉澱,故可利用過濾或離心的方式分離水分。在一些具體例中,可根據前述沉澱現象之發生來終止脫水處理。於一些應用例中,脫水樹脂會收縮固化,而與紙漿及塑料膜分開。當脫水樹脂逐漸沉澱後,再藉由比重差異分離出脫水樹脂。
在一些實施例中,基於待處理吸水性樹脂之莫耳數為100莫耳百分比,二價金屬鹽之使用量可為5莫耳百分比至25莫耳百分比,且較佳可為10莫耳百分比至20莫耳百分比。當二價金屬鹽之使用量為前述之範圍時,待處理吸水性樹脂可快速且完全地脫除水分。當二價金屬鹽之使用量為前述之範圍時,待處理吸水性樹脂可快速且完全地脫除水分。
在一些具體例中,基於交聯的聚丙烯酸之鈉鹽的莫耳數為100莫耳百分比(以丙烯酸鈉的分子量為94g/mole做計算),二價金屬鹽之使用量可為10莫耳百分比至50莫耳百分比,且較佳可為10莫耳百分比至20莫耳百分比。當二價金屬鹽之使用量為前述之範圍時,待處理吸水性樹脂可快速且完全地脫除水分。
在前述之操作110後,使用金屬離子捕捉劑對脫水樹脂進行去離子處理,以獲得去金屬離子樹脂,如操作120所示。金屬離子捕捉劑之化學結構的官能基團能夠與前述之二價金屬鹽的二價金屬離子進行配位鍵結,以形成之複合物,且其鍵結力大於吸水性樹脂之羧基對於二價金屬離子之鍵結力,故金屬離子捕捉劑能夠去除二價金屬離子,而使去金屬離子樹脂恢復吸水能力。在一些實施例中,金屬離子捕捉劑之化學結構的官能基團可包含膦酸、羧酸及胺之具有孤對電子而可與二價金屬離子形成配位鍵結之官能基團。
在一些實施例中,金屬離子捕捉劑被配製成水溶液,再加入至脫水樹脂中,並混合均勻,在歷經一段時間後,以提供金屬離子捕捉劑之官能基團與二價金屬離子進行配位鍵結。在一些具體例中,此時間的長度可根據吸水性樹脂恢復吸水能力的情況來決定,並在吸水性樹脂恢復吸水能力後,可使用過濾的方式除去未被吸水性樹脂所吸收的液體(含有複合物),從而分離二價金屬鹽及/或二價金屬離子。前述之水溶液濃度的具體例可為但不限於0.5至5重量百分濃度(wt.%)。
在一些實施例中,金屬離子捕捉劑包含膦酸化合物、羧酸化合物及其鹼金屬鹽類。當金屬離子捕捉劑包含前述之化合物及其鹽類時,金屬離子捕捉劑能夠容易且完全地去除吸水性樹脂中的二價金屬離子。
在一些具體例中,膦酸化合物可包含氨基三甲叉膦酸、羥基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、2-羥基膦酸基乙酸、多氨基多醚基甲叉膦酸及双1,6-亞己基三胺五甲叉膦酸。在另一些具體例中,羧酸化合物可包含含有氨基的羧酸,其可包含乙二胺四乙酸、氨基三乙酸及二亞乙基三胺五乙酸。
在前述之具體例中,鹼金屬鹽類可包含鈉鹽及鉀鹽。當膦酸化合物及羧酸化合物之鹽類為鈉鹽及鉀鹽時,於後續之處理時,吸水性樹脂之再生方法可不需要水洗處理,此乃由於膦酸化合物及羧酸化合物之鹽類為中性鹽,其非酸性物質。若使用對應之磷酸或羧酸之酸性物質進行去除吸水性樹脂中的二價金屬離子,則須再進行水洗,以洗去此酸性物質,從而避免殘留的酸性物質對使用者產生皮膚刺激性。
在一些實施例中,金屬離子捕捉劑中之膦酸化合物及羧酸化合物之官能基可包含三級胺基團。於此些化合物之分子量不增加之情況下,此基團可使此些化合物之化學結構具有多個可與二價金屬離子形成配位鍵結之官能基團,以提升此些化合物之去除二價金屬離子的能力,並縮短去離子處理之時間。
在一些實施例中,基於待處理吸水性樹脂之莫耳數為100莫耳百分比,金屬離子捕捉劑之使用量為1莫耳百分比至20莫耳百分比,且較佳可為5莫耳百分比至10莫耳百分比。當金屬離子捕捉劑之使用量為前述之範圍時,二價金屬離子可容易地被去除,且不殘留過多的金屬離子捕捉劑。
在一些具體例中,基於交聯的聚丙烯酸之鈉鹽的莫耳數為100莫耳百分比(以丙烯酸鈉的分子量為94g/mole做計算),金屬離子捕捉劑之使用量可為5莫耳百分比至25莫耳百分比,且較佳可為5莫耳百分比至10莫耳百分比。當金屬離子捕捉劑之使用量為前述之範圍時,二價金屬離子可容易地被去除,且不殘留過多的金屬離子捕捉劑。
在前述之操作120後,使用含有鹼金屬鹽之飽和溶液進行去除處理,以去除金屬離子捕捉劑,並獲得去捕捉劑樹脂,如操作130所示。申言之,使用含有鹼金屬鹽之飽和溶液洗滌吸水性樹脂,以清洗殘留於吸水性樹脂中之前述複合物。
在一些實施例中,可使用過濾的方式分離吸水性樹脂及未被其吸收且含有前述複合物的液體,以去除吸水性樹脂中之殘留的金屬離子捕捉劑。
本發明之吸水性樹脂之再生方法排除以酸來去除金屬離子捕捉劑。傳統的吸水性樹脂之再生方法係使用酸來去除金屬離子捕捉劑,故必須於去除金屬離子捕捉劑後,再以鹼中和前述之酸,以避免再生後吸水性樹脂之pH過低,而刺激使用者的皮膚。
此外,本發明之吸水性樹脂之再生方法排除以濃度為非飽和之鹼金屬鹽水溶液來去除金屬離子捕捉劑。若以非飽和濃度之鹼金屬鹽水溶液來去除金屬離子捕捉劑,則由於鹼金屬鹽的濃度未達到飽和濃度,而使二價金屬離子與金屬離子捕捉劑所形成之複合物中的二價金屬離子被釋出,且可再度與吸水性樹脂之羧基的氧原子形成配位鍵結,故殘留二價金屬離子於吸水性樹脂中,且降低再生後吸水性樹脂之吸收性能。
飽和溶液與去除金屬離子後的吸水性樹脂(即去金屬離子樹脂)之體積比值可為大於0.5且小於6.0。較佳地,此體積比值可為1至5。當此體積比值為不大於0.5時,不足的飽和溶液難以完全洗掉複合物,而殘留二價金屬離子於吸水性樹脂中,故降低再生後吸水性樹脂之吸收性能。二價金屬離子會與吸水性樹脂之羧基的氧原子形成強的配位鍵結,且經後續乾燥後,會更加強二價金屬離子與前述氧原子間之鍵結,而抑制吸水性樹脂之羧基的氧原子與水分子的鍵結,故降低再生後吸水性樹脂之吸收性能。當此體積比值為不小於6時,由於吸水性樹脂的吸水後體積膨脹過大且含水率高,故導致後續乾燥處理的操作性低且耗能。再者,吸水性樹脂的體積變大,則增長乾燥的時間與提高乾燥溫度,此破壞吸水性樹脂結構,而降低再生後吸水性樹脂之吸收性能。
在一些實施例中,鹼金屬鹽之陰離子係選自於由氯離子、硫酸根離子、硝酸根離子、碳酸根離子及碳酸氫根離子所組成之群族之至少一者。鹼金屬鹽之具體例可為氯化鹼金屬鹽、鹼金屬硫酸鹽、鹼金屬硝酸鹽、鹼金屬碳酸鹽及碳酸氫鹼金屬鹽。舉例而言,鹼金屬鹽可為氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀、硫酸鋰、硫酸鈉、硫酸鉀、硝酸鋰、硝酸鈉、硝酸鉀、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鋰、碳酸氫鈉及碳酸氫鉀。
在前述之操作130後,使用鹼金屬鹽之粉末對去金屬離子樹脂進行第二脫水處理,以獲得再生後的吸水性樹脂,如操作140所示。鹼金屬鹽之粉末可將去金屬離子樹脂中之水分以逆滲透的方式移出,而提升再生後吸水性樹脂之吸收性能。申言之,粉末狀的鹼金屬鹽造成吸水性樹脂內部與外界之極大的濃度差異,故水分從去金屬離子樹脂中滲透出來。在一些實施例中,滲透出來的水分被鹼金屬鹽之粉末所吸收,且經過濾除去。
操作140(即第二脫水處理)所使用之鹽類的濃度必須大於操作130(即去除處理)所使用之鹽類的濃度,才能夠達成再脫水的效果,且基於去除處理所使用之鹽類濃度為飽和濃度,故第二脫水處理必須直接使用鹽類(如:鹽類粉末或鹽類顆粒),而非其溶液。換句話說,當第二脫水處理所使用之鹽類不為鹽類粉末(或顆粒)而為其溶液時,會降低脫水的效果,故降低再生後吸水性樹脂之吸收性能。
本發明之吸水性樹脂之再生方法於捕捉劑去除處理(即去除處理)所使用之鹽類及於第二脫水處理所使用之鹽類排除多價金屬離子。多價金屬離子會與吸水性樹脂之羧基的氧原子形成較強配位鍵結(相較於一價金屬離子),且在後續乾燥處理中,乾燥會更加強多價金屬離子與前述氧原子間之鍵結,而抑制吸水性樹脂之羧基的氧原子與水分子的鍵結,故降低再生後吸水性樹脂之吸收性能。
在一些實施例中,基於待處理吸水性樹脂之莫耳數為100莫耳百分比,鹼金屬鹽之粉末之使用量為大於0.3莫耳百分比且小於35莫耳百分比,且較佳可為10莫耳百分比至30莫耳百分比。當鹼金屬鹽粉末之使用量為前述之範圍時,足夠的鹼金屬鹽不易殘留水分,而提升脫水效果,且可增加再生後的吸水性樹脂之壓力下吸水倍率。
在一些具體例中,基於交聯的聚丙烯酸之鈉鹽的莫耳數為100莫耳百分比(以丙烯酸鈉的分子量為94g/mole做計算),鹼金屬鹽之粉末之使用量可為10莫耳百分比至50莫耳百分比,且較佳可為10莫耳百分比至30莫耳百分比。當鹼金屬鹽之粉末之使用量為前述之範圍時,足夠的鹼金屬鹽可提升脫水效果,且可增加再生後的吸水性樹脂之使用時吸收量。
在一些實施例中,在前述之操作140後,吸水性樹脂之再生方法100可選擇性包含乾燥處理,以乾燥再生後的吸水性樹脂,如操作150所示。乾燥處理係乾燥再生後的吸水性樹脂中所殘留之水分,以提升再生後吸水性樹脂之吸收性能。
本發明之另一態樣係提供一種再生後吸水性樹脂。此再生後吸水性樹脂係利用如前述之吸水性樹脂之再生方法所製得,其中根據歐洲不織布協會所規定之ERT 440.3(10)的方法,再生後吸水性樹脂之去離子水吸水倍率為不小於85%,且較佳可為不小於90%。具有前述範圍的去離子水吸水倍率之再生後吸水性樹脂可提供良好的吸收性能。
在一些實施例中,根據歐洲不織布協會所規定之ERT 442.3(10)的方法,再生後吸水性樹脂之壓力下吸水倍率為不小於80%,且較佳可為不小於85%。具有前述範圍的壓力下吸水倍率之再生後吸水性樹脂可提供良好的吸收性能。
以下利用實施例以說明本發明之應用,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。
再生後吸水性樹脂之製備
實施例1
實施例1之再生後吸水性樹脂之製備係於10g(即10.63 mmole)的吸水性樹脂(由台灣塑膠工業股份有限公司製造,產品編號為BC283G,其去離子水吸收倍率為450倍,壓力下吸水倍率為22倍,且中和度為74%)中,添加100毫升的1.063mmole(即0.117g)的氯化鈣水溶液,進行攪拌10分鐘,以獲得脫水樹脂。
配製1%的乙二胺四乙酸(由默克公司製造)之水溶液後,將其加入於體積為160毫升的脫水後吸水性樹脂中,其使用量為0.532mmole(即0.155g)。經攪拌10分鐘後,以獲得去金屬離子樹脂,將其過濾後,取出體積為80毫升之吸水性樹脂,再以過飽和的氯化鈉水溶液洗滌吸水性樹脂。然後經過濾後,加入0.062g(即1.063mmole)的氯化鈉粉末,攪拌10分鐘,在脫水後再進行過濾,接著於150℃的烘箱乾燥1小時,以獲得再生後吸水性樹脂。
實施例2至6及比較例1至4
實施例2至6及比較例1至4皆以與實施例1相同的方法進行再生後吸水性樹脂之製備。不同的是,實施例2至6及比較例1至4係改變氯化鈣、金屬離子捕捉劑、氯化鈉之種類與使用量,其具體條件如表1所示。
比較例5
比較例係以與實施例1相同的方法進行再生後吸水性樹脂之製備。不同的是,比較例5係改變氯化鈣及氯化鈉之種類與使用量,且未進行去離子處理及第二脫水處理,其具體條件如表1所示。
評價方式
1.去離子水吸水倍率試驗
去離子水吸水倍率試驗係參考歐洲不織布協會所規定之ERT 440.3(10)的方法進行,其中僅將0.9%食鹽水替換成去離子水。
2.壓力下吸水倍率試驗(Absorption Against Pressure,AAP)
壓力下吸水倍率試驗係依照歐洲不織布協會所規定之ERT 442.3(10)的方法,其中在4.9kPa的壓力下,以0.9%的氯化鈉水溶液測試60分鐘的壓力下吸水倍率。
表1
Figure 02_image001
請參閱表1,根據去離子水吸水倍率及壓力下吸水倍率之結果,相較於使用過少或過多之飽和氯化鈉溶液之比較例1及2,各實施例皆使用足夠的氯化鈉溶液(即,飽和溶液與去金屬離子樹脂之體積比值為1至5),其所製得之再生後吸水性樹脂具備良好的吸收性能。由此可知,不足量的飽和溶液難以完全洗掉複合物,而殘留二價金屬離子於吸水性樹脂中,故降低再生後吸水性樹脂之吸收性能。此外,使用過多之飽和氯化鈉溶液,吸水性樹脂的吸水後體積膨脹過大且含水率高,而增長乾燥時間與提高乾燥溫度,故破壞吸水性樹脂結構,而降低再生後吸水性樹脂之吸收性能。
其次,相較於使用過少或過多之氯化鈉粉末之比較例3及4,各實施例皆使用足夠的氯化鈉粉末(即,使用量為10莫耳百分比至30莫耳百分比),其所製得之再生後吸水性樹脂可具有良好的吸收性能。由此可知,足夠的氯化鈉粉末可提升脫水效果,而提升壓力下吸水倍率。
再者,相較於未進行去離子處理及第二脫水處理之比較例5,各實施例所製得之再生後吸水性樹脂具有良好的吸收性能。由此可知,殘留之二價金屬離子及水分會降低再生後吸水性樹脂之吸收性能。
綜上所述,本發明之吸水性樹脂之再生方法使用鹼金屬鹽之飽和溶液對去金屬離子樹脂進行去除處理,並藉由飽和溶液與去金屬離子樹脂之特定的體積比值,此再生方法可去除二價金屬與金屬離子捕捉劑所形成之複合物,故由其所再生之吸水性樹脂具有良好的吸收性能。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:方法 110,120,130,140,150:操作
為了對本發明之實施例及其優點有更完整之理解,現請參照以下之說明並配合相應之圖式。必須強調的是,各種特徵並非依比例描繪且僅係為了圖解目的。相關圖式內容說明如下: [圖1]係繪示根據本發明之一實施例之吸水性樹脂之再生方法的流程示意圖。
100:方法
110,120,130,140,150:操作

Claims (10)

  1. 一種吸水性樹脂之再生方法,包含: 使用二價金屬鹽對一待處理吸水性樹脂進行一第一脫水處理,以獲得一脫水樹脂; 使用一金屬離子捕捉劑對該脫水樹脂進行一去離子處理,以獲得一去金屬離子樹脂; 於進行該去離子處理後,使用含有一鹼金屬鹽之一飽和溶液進行一去除處理,以去除該金屬離子捕捉劑,並獲得一去捕捉劑樹脂,其中該飽和溶液與該去金屬離子樹脂之一體積比值為大於0.5且小於6.0;以及 使用該鹼金屬鹽之一粉末對該去捕捉劑樹脂進行一第二脫水處理,以獲得再生後的該吸水性樹脂。
  2. 如請求項1所述之吸水性樹脂之再生方法,其中該二價金屬鹽係選自於由氯化鈣、氯化鎂、硝酸鈣及硝酸鎂所組成之群族之至少一者。
  3. 如請求項1所述之吸水性樹脂之再生方法,其中基於該待處理吸水性樹脂之一莫耳數為100莫耳百分比,該二價金屬鹽之一使用量為5莫耳百分比至25莫耳百分比。
  4. 如請求項1所述之吸水性樹脂之再生方法,其中該金屬離子捕捉劑包含膦酸化合物、羧酸化合物及其鹼金屬鹽類。
  5. 如請求項4所述之吸水性樹脂之再生方法,其中該金屬離子捕捉劑包含三級胺基團。
  6. 如請求項1所述之吸水性樹脂之再生方法,其中基於該待處理吸水性樹脂之一莫耳數為100莫耳百分比,該金屬離子捕捉劑之一使用量為1莫耳百分比至20莫耳百分比。
  7. 如請求項1所述之吸水性樹脂之再生方法,其中該鹼金屬鹽之陰離子係選自於由氯離子、硫酸根離子、硝酸根離子、碳酸根離子及碳酸氫根離子所組成之群族之至少一者。
  8. 如請求項1所述之吸水性樹脂之再生方法,其中基於該待處理吸水性樹脂之一莫耳數為100莫耳百分比,該鹼金屬鹽之該粉末之一使用量為大於0.3莫耳百分比且小於35莫耳百分比。
  9. 如請求項1所述之吸水性樹脂之再生方法,其中於進行該第二脫水處理後,該再生方法更包含一乾燥處理,以乾燥再生後的該吸水性樹脂。
  10. 一種再生後之吸水性樹脂,係利用如請求項1至9之任一項所述之吸水性樹脂之再生方法所製得,其中根據歐洲不織布協會所規定之ERT 440.3(10)的方法,再生後之該吸水性樹脂之一吸水倍率為不小於85%。
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