СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВОДЫ ИЗ НАБУХШИХ СУПЕРВПИТЫВАЮЩИХ ПОЛИМЕРОВ И СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ВПИТЫВАЮЩИХ ИЗДЕЛИЙ С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ Российский патент 2017 года по МПК A61L15/22 A61L15/18 A61F13/49 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способам извлечения воды из набухших супервпитывающих полимеров в состоянии геля, а также к способам переработки гигиенических впитывающих изделий с их использованием. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способам легкого и экономичного удаления воды, впитанной супервпитывающими полимерами, посредством погружения супервпитывающих полимеров в состоянии геля в композицию, в которой легкодоступная морская вода и 0,5-3 вес. % недорогого, удобного в обращении хлорида кальция, исходя из веса морской воды, смешаны в течение от 10 минут до 4 часов; а также к экономичным и безвредным для окружающей среды способам переработки использованных гигиенических впитывающих изделий, таких как подгузники.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Каждый год использование гигиенических впитывающих изделий, в том числе подгузников, возрастает. В настоящее время все использованные гигиенические впитывающие изделия сжигаются или сваливаются на полигоне бытовых отходов. Однако сжигание или сваливание изделий на полигоне бытовых отходов приводит к проблемам недостатка мест для полигонов бытовых отходов или к проблемам, связанным с тем, что сжигание приводит к высоким затратам на переработку и отрицательно влияет на окружающую среду из-за диоксида углерода, вырабатываемого во время данного процесса, поскольку использованные гигиенические впитывающие изделия содержат отходы жизнедеятельности человека, содержащие влагу, такие как моча.

Кроме того, поскольку для производства гигиенических впитывающих изделий, предназначенных для целей поглощения отходов жизнедеятельности человека, расходуются огромные количества материалов (ресурсов), существует возрастающая потребность в переработке или повторном использовании гигиенических впитывающих изделий. Таким образом, существует необходимость в эффективных и экономичных способах переработки использованных гигиенических впитывающих изделий в отдельные составляющие посредством разложения или выделения основных составляющих гигиенических изделий без нанесения ущерба окружающей среде.

Желательной является методика, с помощью которой возможно выделение составляющих гигиенических впитывающих изделий в виде отдельных ресурсов перед тем, как использованные гигиенические впитывающие изделия, такие как подгузники, можно подвергать переработке. В целом, гигиенические впитывающие изделия, такие как подгузники для детей, состоят из полипропилена (PP), полиэтилена (PE), супервпитывающего полимера (SAP), целлюлозной массы и т.п.

Среди основных компонентов гигиенических впитывающих изделий, компоненты, такие как полипропилен или полиэтилен, которые являются физически связанными, можно легко выделять посредством измельчения, однако впитывающее средство, полученное путем механического смешивания супервпитывающих полимеров и целлюлозной массы, приводящего к однородному распределению с определенным расположением, нельзя выделять в виде отдельных материалов механически или при помощи других физических воздействий, потому что супервпитывающие полимеры переходят в состояние геля, по мере впитывания ими влаги из отходов жизнедеятельности человека, при этом набухают (т.е. увеличиваются в объеме) и перепутываются с волокнами целлюлозной массы.

Чтобы выделять такие супервпитывающие полимеры в состоянии геля и целлюлозную массу в виде отдельных ресурсов, супервпитывающие полимеры нужно переводить из состояния геля в состояние исходных частиц путем удаления влаги, впитанной супервпитывающими полимерами.

Следовательно, чтобы перерабатывать использованные гигиенические впитывающие изделия с впитывающим средством, состоящим из супервпитывающих полимеров и целлюлозной массы, путем выделения их составляющих в виде отдельных материалов, следует разработать методику, которая облегчает выделение супервпитывающих полимеров и целлюлозной массы в виде отдельных материалов посредством обеспечения возможности отведения влаги, впитанной супервпитывающими полимерами, для перехода полимеров из состояния геля в состояние исходных частиц.

В выложенной в открытом доступе заявке на патент Кореи № 2011-0029724 раскрыто отделение супервпитывающих полимеров от волокнистой массы путем использования химических веществ, таких как рапа, уксусная кислота и хлорноватистая кислота, для выделения составляющих впитывающего средства, при этом вода впитывается в отдельные материалы. Однако данная методика предусматривает проблемы, связанные с тем, что используемые вещества имеют очень раздражающий запах, образуют вредные газы и являются неудобными в обращении во время процесса отделения. Другая проблема заключается в высоких затратах при использовании рапы, для чего требуются дополнительная очистка или обработка.

Кроме того, известны методики переработки использованных подгузников и т.п. посредством механического измельчения и повторного экструдирования в низкокачественные топливные материалы, но такие методики являются неэкономичными и, таким образом, практически нецелесообразными.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ПРИ ПОМОЩИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является решение проблем традиционных методик, описываемых выше, и обеспечение способов экономичного и легкого удаления влаги, впитанной супервпитывающим полимером, способным впитывать количество влаги, эквивалентное стократному от его собственного веса, после его использования по целевому назначению.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение безвредных для окружающей среды и экономичных способов переработки использованных гигиенических впитывающих изделий, содержащих впитывающее средство, состоящее из супервпитывающего полимера и целлюлозной массы, при помощи обеспечения возможности отведения влаги, впитанной супервпитывающими полимерами, для перехода полимера из состояния геля в исходное состояние, так что супервпитывающие полимеры можно легко отделять от целлюлозной массы.

СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

Чтобы достичь вышеуказанных целей, предложены способы извлечения воды из набухших супервпитывающих полимеров, включающие погружение набухших супервпитывающих полимеров в состоянии геля в композицию для удаления влаги, в которой морская вода и 0,5-3 вес. % хлорида кальция, исходя из веса морской воды, смешаны в течение от 10 минут до 4 часов.

Кроме того, настоящее изобретение предусматривает способы переработки гигиенических впитывающих изделий, содержащих супервпитывающий полимер и целлюлозную массу в качестве впитывающего средства, при этом влага впитывается посредством применения указанных способов.

ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно способам по настоящему изобретению возможно легко и экономично удалять влагу, впитанную супервпитывающими полимерами, с высокой эффективностью.

Кроме того, способы по настоящему изобретению можно преимущественно применять для переработки гигиенических впитывающих изделий, содержащих впитывающее средство, состоящее из супервпитывающего полимера и целлюлозной массы, которые было трудно выделять в виде отдельных ресурсов при помощи традиционных химических процессов, после их использования в целях поглощения отходов жизнедеятельности человека.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Фиг. 1 представляет собой график, демонстрирующий вытеснение влаги (%) в зависимости от концентрации хлорида кальция (CaCl₂) в морской воде.

Фиг. 2 представляет собой график, демонстрирующий вытеснение влаги (%) в зависимости от времени реакции с морской водой.

Фиг. 3 представляет собой график, демонстрирующий вытеснение влаги (%) в зависимости от использования различных композиций для удаления влаги.

На фиг. 4 показан график, демонстрирующий вытеснение влаги (%) в зависимости от концентрации хлорида кальция (CaCl₂).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ НА ПРАКТИКЕ

Настоящее изобретение предусматривает способы извлечения воды из набухших супервпитывающих полимеров и способы переработки гигиенических впитывающих изделий с их использованием.

Более конкретно, настоящее изобретение предусматривает способы извлечения воды из набухших супервпитывающих полимеров в состоянии геля посредством погружения набухших супервпитывающих полимеров в состоянии геля в водный раствор, в котором при заданном соотношении в течение заданного периода времени смешаны хлорид кальция, который является недорогим и легкодоступным, и морская вода, которая является легкодоступной и не подвергается отдельной очистке или обработке, или искусственная морская вода с аналогичным составом.

Способы согласно настоящему изобретению для извлечения воды из набухших супервпитывающих полимеров включают погружение набухших супервпитывающих полимеров в состоянии геля в композицию для удаления влаги, в которой морская вода и 0,5-3 вес. % хлорида кальция, исходя из веса морской воды, смешаны в течение от 10 минут до 4 часов.

Гигиенические впитывающие изделия, в том числе подгузники для детей, обычно состоят из прокладки, впитывающего переносящего слоя, впитывающего средства, водонепроницаемой пленки и ленты для ног/талии и т.п. Кроме того, впитывающее средство состоит из супервпитывающего полимерного материала и целлюлозной массы. Функции и механизмы действия каждого составляющего кратко описаны ниже.

Прокладка непосредственно контактирует с кожей пользователя и пропускает отходы жизнедеятельности человека по направлению к впитывающему средству по мере их появления и поддерживает свою поверхность сухой. Кроме того, впитывающий переносящий слой служит для обеспечения возможности переноса отходов жизнедеятельности человека к впитывающему средству после того, как отходы жизнедеятельности человека прошли через прокладку, а также для предотвращения возврата отходов жизнедеятельности к прокладке. В дополнение, впитывающее средство, состоящее из целлюлозной массы и супервпитывающего полимера, который способен впитывать количество влаги, эквивалентное стократному от его собственного веса, покрыто полипропиленовыми неткаными материалами для поддержания его формы. Прокладка, водонепроницаемая пленка, лента для пояса и лента для ног, а также впитывающее средство скреплены вместе при помощи средств физического или химического связывания.

Впитывающая способность супервпитывающего полимера, одной из составляющих впитывающего средства, представляет собой функцию, которая возрастает с увеличением площади контакта между растворами, подлежащими впитыванию, и полимерными материалами, с увеличением осмотического давления из-за разности концентрации ионов внутри и снаружи полимерного материала, а также с увеличением отталкивания между молекулярными цепями в полимерных материалах. Теоретически, впитывание является обратимым.

Таким образом, влага, впитанная полимерными материалами, может вытесняться при создании новой внешней окружающей среды с помощью введения раствора для удаления влаги, которая была впитана супервпитывающими полимерными материалами, для создания направленного наружу осмотического потока из полимерных материалов или для снижения отталкивания между молекулярными цепями в полимерном материале.

Поскольку супервпитывающие полимерные материалы традиционно получают в уровне техники посредством полимеризации акриловой кислоты и гидроксида натрия, ион натрия содержится в молекулах супервпитывающего полимера. Далее, при контакте с влагой, в том числе с отходами жизнедеятельности человека, такими как моча, искусственной мочой или водой ионы натрия в молекулах полимера легко диссоциируют с образованием градиента концентрации внутри и снаружи полимерных материалов, тем самым, вызывают приток влаги снаружи полимерных материалов. С другой стороны, при обеспечении относительно высоких концентраций ионов натрия снаружи полимерных материалов создается противоток для извлечения влаги, впитанной полимерными материалами.

Кроме того, межмолекулярное отталкивание между супервпитывающими полимерными материалами индуцируется отрицательными зарядами, вызванными окислением ионов натрия, содержащихся внутри молекул полимера, и в случае присутствия окислителя (например, катиона двухвалентного металла), который ослабляет отталкивание между отрицательными зарядами, отталкивание ослабляется с уменьшением расстояния между молекулярными цепями полимеров. В результате этого, пространство для оставшейся влаги сужается, так что влага, впитанная в полимерные материалы, отводится.

Хотя аналогичный эффект также может достигаться при помещении впитывающих материалов в сильнокислую окружающую среду, такой способ не может быть оптимальной практической альтернативой из-за сложностей в обращении, запахов и т.д., растворов, используемых для переработки.

Супервпитывающие полимеры (SAP) для использования в настоящем изобретении особым образом не ограничены, а могут использоваться любые SAP, обычно используемые в гигиенических впитывающих изделиях. Кроме того, они являются коммерчески доступными. Для настоящего изобретения можно использовать SAP со следующими свойствами:

внешний вид: белый порошок;

pH: 5,5-6,5 (из расчета 5,0 г/л, 0,9% раствор NaCl);

удельная плотность: 0,6-0,8 г/см³ (объемная плотность);

впитывающая способность: 49-55 г/г;

впитывающая способность под давлением (0,9 фунтов на кв. дюйм): 19,5-21 г/г;

устойчивость геля: 65000-90000 дин/см².

В настоящем изобретении набухшими супервпитывающими полимерами в состоянии геля называются SAP в состоянии геля, в которые впиталось 40-1000-кратное количество влаги, исходя из их веса. Чтобы проверить их функции в условиях, аналогичных таковым при использовании впитывающих изделий, их можно получать при обеспечении возможности SAP впитывать влагу, такую как искусственная моча, т.e. водный 0,9 вес. % раствор NaCl (далее в настоящем документе называемый "физиологический раствор"), который аналогичен человеческой моче, или моча как действительные отходы жизнедеятельности человека, или дистиллированная вода.

В настоящем изобретении в качестве морской воды в композиции для удаления влаги, которая применяется для извлечения воды из набухших супервпитывающих полимеров в состоянии геля, можно использовать природную морскую воду непосредственно, без дополнительной обработки или очистки, или искусственную морскую воду с составом, аналогичным морской воде, которую можно купить или приготовить для использования.

Морская вода, которую можно использовать в настоящем изобретении, может характеризоваться соленостью (%) 2,0-4,0% и содержать 1,5-3,1 вес. % хлорида натрия и 0,4-0,8 вес. % ионов щелочноземельных металлов, таких как Mg²⁺ и Ca²⁺.

Соответственно, исходя из морской воды с соленостью 3,5%, морская вода содержит приблизительно 2,7 вес. % хлорида натрия, что приблизительно в три раза превышает соленость мочи (0,9 вес. %), и, таким образом, если набухшие SAP в состоянии геля погружают в водный раствор, содержащий морскую воду, этот раствор служит для создания осмотического потока изнутри наружу SAP материалов. Кроме того, ионы щелочноземельных металлов, такие как Mg²⁺ и Ca²⁺, содержащиеся в морской воде, взаимодействуют с анионом в набухших SAP материалах в состоянии геля со снижением отталкивания между молекулами SAP. Таким образом, эффект вытеснения влаги, впитанной SAP, за пределы молекул дополнительно усиливается.

Хлорид кальция, используемый в композиции для удаления влаги согласно настоящему изобретению, является удобным в обращении, легкодоступным при низкой стоимости, обладает небольшой токсичностью или запахом и в водном растворе преимущественно находится в виде ионов из-за очень высокой степени его ионизации. Коммерчески доступный хлорид кальция с чистотой 74-99 вес. % можно использовать как есть, без очистки. При удалении воды, впитанной SAP, использование морской воды в композиции, полученной добавлением 0,5-3 вес. % хлорида кальция, исходя из веса морской воды, обеспечивает эффект дополнительного повышения концентрации Ca²⁺ в дополнение к ионам Ca²⁺, содержащимся в морской воде самой по себе. Это дополнительно снижает отталкивание между анионами в SAP в состоянии геля, тем самым, обеспечивает возможное более эффективное отведение влаги, впитанной SAP.

Водный раствор, содержащий морскую воду и хлорид кальция, может характеризоваться pH в диапазоне 7,0-8,0, который является желательным, поскольку эффективность извлечения воды из набухших супервпитывающих полимеров в состоянии геля в этом диапазоне является высокой.

Таким образом, согласно способам по настоящему изобретению, при которых набухшие супервпитывающие полимеры в состоянии геля погружают в смешанный водный раствор, содержащий природную морскую воду, которая является легкодоступной, без дополнительной обработки или очистки, и хлорид кальция, который доступен при низкой стоимости и характеризуется небольшой токсичностью или запахом, возможно легко и экономично удалять влагу, впитанную супервпитывающими полимерами при высокой степени вытеснения, составляющей 80-90%.

Способы согласно настоящему изобретению можно преимущественно использовать в качестве безвредных для окружающей среды и экономичных средств для переработки гигиенических впитывающих изделий, в том числе подгузников для детей, содержащих впитывающее средство, которое состоит из SAP и целлюлозной массы, после использования изделия для впитывания.

Настоящее изобретение далее описано и проиллюстрировано с точки зрения приведенных ниже примеров.  Однако, следует отметить, что следующие примеры представлены только с иллюстративной целью и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.

Экспериментальный пример

Степень вытеснения влаги из супервпитывающих полимеров в состоянии геля, которые набухли под воздействием физиологического раствора с составом, аналогичным таковому мочи, определяли путем проведения процедур вытеснения, как описано ниже.

1. К SAP (SAP GS 4700, LG Chem.) добавляют 100 г физиологического раствора на 1 г супервпитывающих полимеров (SAP) и полимеру обеспечивают возможность в достаточной степени впитать влагу в течение 40 минут.
2. Невпитанный физиологический раствор удаляют оттуда с использованием сита с размером ячеек 300 мкм с получением образца набухшего SAP в состоянии геля. На этой стадии, в случае физиологического раствора, супервпитывающие полимеры впитывают приблизительно 43-50-кратное количество по весу влаги, исходя из их веса, с получением приблизительно 43-50 г супервпитывающих полимеров в состоянии геля на 1 г SAP.
3. Образец набухшего SAP погружают в каждую композицию для удаления влаги (приблизительно в два раза превышающую по весу набухший SAP) и выдерживают в течение 40 минут для осуществления реакции.
4. После завершения реакции оставшийся набухший SAP фильтруют через сито с размером ячеек 300 мкм и измеряют количество фильтрата, содержащего влагу, которая была вытеснена.
5. Для определения степени вытеснения влаги рассчитывают впитывающую способность (г/г) перед/после вытеснения.

Пример 1. Эффект вытеснения в случае отдельных основных компонентов морской воды

Чтобы определить эффект замещения в случае отдельных основных компонентов морской воды, проверяли основные компоненты искусственной морской воды (см., http://en.wikipedia.org/wiki/Artificial_sea water), приведенные в таблице 1.

<Таблица 1>

Компонент Содержание (вес. %) Компонент Содержание (вес. %) Хлорид натрия (NaCl) 2,4 Борная кислота (H₃BO₃) 0,0026 Сульфат натрия (Na₂SO₄) 0,4 Фторид натрия (NaF) 0,0003 Хлорид калия (KCl) 0,7 Гексагидрат хлорида магния (MgCl₂·6H₂O) 1,1 Гидрокарбонат натрия (NaHCO₃) 0,02 Дигидрат хлорида кальция (CaCl₂·2H₂O) 0,2 Бромид калия (KBr) 0,01 Гексагидрат хлорида стронция (SrCl₂·6H₂O) 0,0024

Эксперимент по вытеснению из Экспериментального примера 1 проводили с использованием 100 г физиологического раствора из этапа 1 вышеизложенного Экспериментального примера, а также с использованием водных растворов каждого компонента с указанными концентрациями и с использованием морской воды в качестве композиции для удаления влаги с временем реакции, составляющим 10 минут. Соответственно после вытеснения определяли впитывающую способность (г/г) набухшего SAP в состоянии геля перед вытеснением и впитывающую способность (г/г) SAP, и результаты показаны в таблице 2.

<Таблица 2>

Компонент Искусственная
морская вода 2,4 вес. % водный раствор хлорида натрия 0,4 вес. %
водный раствор сульфата натрия 0,07 вес. %
водный раствор хлорида калия 0,02 вес. %
водный раствор гидрокарбоната натрия 0,01 вес. %
водный раствор бромида калия Перед вытеснением (г/г) 44,4 43,1 43,1 43,1 43,1 43,1 После вытеснения (г/г) 10,5 18,8 24,6 26,4 26,7 28,1 Компонент 0,0026 вес. %
водный раствор борной кислоты 0,0003 вес. %
водный раствор фторида натрия 1,1 вес. %
водный раствор хлорида магния 0,2 вес. %
водный раствор хлорида кальция 0,0024 вес. %
водный раствор хлорида стронция - Перед вытеснением (г/г) 43,1 43,1 43,1 43,1 43,1 - После вытеснения (г/г) 28,5 25,8 13,7 18,5 22,5 -

В результате определения степени вытеснения в случае отдельных основных компонентов, выделенных из морской воды, в таблице 2 показано, что среди составляющих морской воды эффект удаления влаги из набухших SAP в состоянии геля особенно присущ хлориду натрия, хлориду магния и хлориду кальция.

Пример 2. Эффект вытеснения в зависимости от солености морской воды, концентрации хлорида кальция и времени реакции

Воду из Восточного моря брали на морском побережье в Чояндоне, Сокчхо, Канвондо, а воду из Западного моря брали на морском побережье в Енджондо, Инчхон. Элементный анализ проводили в Испытательном и исследовательском институте Кореи (Korea Testing and Research Institute (KTR)) по запросу и результаты показаны в таблице 3.

<Таблица 3>

Соленость F Cl SO₄ Br HCO₃ Na Mg Ca K B Sr Соленость
(%) Восточное море 0,89 19300 2750 69,8 216 10100 1200 353 360 4,15 7,92 32,2 Западное море 0,73 13100 1910 50,4 189 6700 776 236 235 3,10 5,53 22,0

К морской воде из Восточного моря и Западного моря соответственно добавляли хлорид кальция с получением смешанных водных растворов с концентрацией 0,1-5 вес. %. При использовании смешанных водных растворов в качестве композиции для удаления влаги из образца набухшего SAP проводили Экспериментальный пример 1 (с условием, что время реакции на этапе 3 составляло 10 минут) и определяли степень вытеснения влаги в зависимости от концентрации хлорида кальция, как показано на фиг. 1.

Кроме того, с использованием водного раствора, в котором смешана морская вода и 0,5 вес. % хлорида кальция, исходя из веса морской воды, в качестве композиции для удаления влаги из образца набухшего SAP, определяли степень вытеснения влаги, при этом время реакции на этапе 3 изменяли до 10-60 минут. Результаты показаны на фиг. 2.

Как можно видеть на фиг. 1 и 2, эффект вытеснения влаги выше в случае воды из Восточного моря с более высокой соленостью, составляющей 3,2%, по сравнению с водой Западного моря с более низкой соленостью, составляющей 2,2%, и такое отличие в эффективности вытеснения, связанное с отличием в солености, может компенсироваться временем реакции вытеснения. В дополнение, поскольку отличие в эффективности вытеснения из-за различий в составляющих, в том числе солености, можно компенсировать временем реакции, морскую воду с соленостью, составляющей приблизительно 2,0%-4,0%, можно использовать в качестве композиции для удаления влаги из образцов набухшего SAP.

Пример 3. Эффект вытеснения других материалов

Экспериментальный пример проводили с использованием 5 об. % водного раствора уксусной кислоты и водных растворов, показанных ниже (A-K), в качестве композиции для удаления влаги из SAP в состоянии геля, в которые впиталась искусственная моча (физиологический раствор), при времени реакции, составляющем 40 минут. Определяли впитывающую способность (г/г) SAP в состоянии геля, в который впиталась искусственная моча, перед вытеснением и его впитывающую способность (г/г) после вытеснения, соответственно, для испытания эффектов вытеснения различных веществ. Результаты показаны в таблице 4 и на фиг. 3.

· A: 5 вес. % водный раствор хлорида кальция (CaCl₂)

· B: 5 вес. % водный раствор хлорида натрия (NaCl)

· C: 5 вес. % водный раствор сульфата натрия (Na₂SO₄)

· D: 5 вес. % водный раствор хлорида калия (KCl)

· E: 5 вес. % водный раствор гидрокарбоната натрия (NaHCO₃)

· F: 5 вес. % водный раствор бромида калия (KBr)

· G: Вода из Восточного моря

· H: Вода из Западного моря

· K: Дистиллированная вода

<Таблица 4>

Компонент Уксусная кислота A B C D E F G H K Перед
вытеснением (г/г) 42,5 42,5 43,0 42,5 42,5 42,5 44,0 44,0 44,0 44,0 После
вытеснения (г/г) 20,0 4,0 29,0 35,0 32,0 34,0 37,0 20,0 21,0 68,0

Как можно видеть в таблице 4 и на фиг. 3, степень вытеснения составляла всего лишь 54% при использовании 5 вес. % водного раствора уксусной кислоты в качестве композиции для удаления влаги из набухших SAP в состоянии геля, в то время как степень вытеснения составляла до 90% при использовании 5 вес. % водного раствора хлорида кальция, который демонстрирует превосходный эффект удаления влаги из набухших SAP. Кроме того, в случае морской воды (G и H) эффект вытеснения искусственной мочи несколько ниже, чем у хлорида кальция, но эффект вытеснения был практически таким же, как и в случае уксусной кислоты (52-54%). В дополнение, было очевидно, что вытеснение воды происходило в случае всех набухших SAP, впитавших искусственную мочу, при этом вытеснения воды не было возможным в случае K (дистиллированная вода).

Пример 4. Эффект вытеснения в зависимости от концентрации хлорида кальция

Экспериментальный пример 1 проводили с использованием 0,5-5 вес. % водного раствора хлорида кальция или 0,5 вес. % водного раствора хлорида кальция в воде из Восточного моря в качестве композиции для удаления влаги из SAP в состоянии геля, в которые впиталась искусственная моча. Определяли впитывающую способность (г/г) SAP в состоянии геля перед вытеснением, в которые впиталась искусственная моча, и их впитывающую способность (г/г) после вытеснения, соответственно, для испытания эффектов вытеснения каждого раствора. Результаты показаны в таблице 5 и на фиг. 4.

<Таблица 5>

Концентрация хлорида кальция 5% 2% 1% 0,5% 0,5% +
морская вода Перед вытеснением (г/г) 42,5 42,5 43,0 43,5 43,5 После вытеснения (г/г) 4,0 6,0 15,0 37,0 8,0 Степень вытеснения (%) 90,6 85,9 65,1 14,9 81,6

На основании результатов, показанных в таблице 5 и на фиг. 4, очевидно, что в случае использования водного раствора хлорида кальция для удаления влаги из SAP в состоянии геля, в которые впиталась искусственная моча, следует использовать по меньшей мере 2 вес. % хлорида кальция, чтобы обеспечить степень вытеснения влаги, составляющую 80% или более, тогда как в случае использования морской воды вместо воды в водном растворе хлорида кальция (другими словами, в случае использования водного раствора, в котором смешана морская вода и хлорид кальция), концентрация хлорида кальция не более 0,5 вес. % может обеспечивать высокую степень вытеснения, составляющую 80% или более. Таким образом, для удаления влаги из набухших SAP в состоянии геля экономически выгодно использовать водный раствор, в котором смешана морская вода и хлорид кальция.

Пример 5. Эффект извлечения сырьевых материалов

Испытание в отношении извлечения проводили следующим образом, чтобы определить степень извлечения сырьевых материалов, целлюлозы и SAP, соответственно, после применения способа согласно настоящему изобретению для удаления влаги, впитанной в SAP, из впитывающего средства, состоящего из целлюлозы и SAP, с использованием водного раствора, в котором смешана морская вода и хлорид кальция (концентрация: 0,5-3 вес. %).

· Готовят 5 г целлюлозного ворса (GP4860, Georgia-Pacific), обычно используемого во впитывающих изделиях.

· Готовят 10 г SAP (SAP GS 4700, LG Chem.), обычно используемого во впитывающих изделиях.

· Указанный целлюлозный ворс помещают в стакан и добавляют к нему 600 куб. см физиологического раствора с последующим перемешиванием.

· С ним смешивают указанный SAP и перемешивают, а затем обеспечивают возможность SAP в достаточной степени впитать влагу в течение 40 минут с переходом в состояние геля.

· Оставшийся после впитывания физиологический раствор удаляют из него и затем к нему добавляют 1500 куб. см композиции, показанной в таблице 5, с последующим вытеснением в течение от 40 минут до 4 часов.

· После окончания реакции оттуда выделяют целлюлозный ворс с использованием сита с размером ячеек 1,18 мм.

· SAP выделяют оттуда с использованием сита с размером ячеек 300 мкм.

· Каждый выделенный образец сушат в сушильном шкафу при 105-110℃ в течение по меньшей мере 12 часов, при этом измеряют их вес перед/после высушивания, чтобы определить первоначальное количество добавленного SAP и извлеченное количество SAP, а затем на основании этого рассчитывают степень извлечения SAP (%).

Как описано выше, степень извлечения SAP (%) определяли посредством удаления воды из впитывающего средства в состоянии геля с использованием композиций согласно настоящему изобретению после искусственного набухания SAP и целлюлозной массы в физиологическом растворе в условиях, аналогичных таковым при действительном использовании впитывающих изделий. Результаты показаны в таблице 6.

<Таблица 6>

№ Первоначальное количество SAP (г) Извлеченное количество SAP (г) Степень извлечения (%) Параметры композиции Время реакции (мин.) Использованная морская вода 1 10,00 7,94 79,4 CaCl₂ 0,5% + морская вода 40 Восточное море 2 10,00 8,36 83,6 CaCl₂ 0,5% + морская вода 60 Западное море 3 10,00 7,33 73,3 CaCl₂ 1,0% + морская вода 40 Восточное море 4 10,00 7,78 77,8 CaCl₂ 1,0% + морская вода 60 Западное море 5 10,00 9,12 91,2 CaCl₂ 3,0% + морская вода 60 Восточное море 6 10,00 8,52 85,2 CaCl₂ 3,0% + морская вода 60 Западное море

Как можно видеть из таблицы 6, значения степени извлечения (%) SAP повышаются с повышением концентраций хлорида кальция, времени реакции и солености морской воды.

Группа изобретений относится к медицине. Описан способ удаления воды из набухших супервпитывающих полимеров в состоянии геля путем погружения набухших супервпитывающих полимеров в композицию, которая включает морскую воду и хлорид кальция. Описан способ переработки гигиенических впитывающих изделий. Способ обеспечивает экономичные и безвредные для окружающей среды средства переработки гигиенических впитывающих изделий, содержащих впитывающее средство, которое состоит из SAP и целлюлозной массы, после использования для впитывания отходов жизнедеятельности человека. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил., 6 табл., 5 пр.

1. Способ извлечения воды из набухших супервпитывающих полимеров (SAP), используемых в гигиенических впитывающих изделиях, включающий:

погружение набухшего SAP в состоянии геля в композицию для удаления влаги, в которой смешаны морская вода и 0,5-3 вес. % хлорида кальция, исходя из веса морской воды, на время от 10 минут до 4 часов.

2. Способ по п. 1, где SAP в состоянии геля впитывает 40-1000 г влаги на 1 г SAP.

3. Способ по п. 1, где морская вода представляет собой природную морскую воду, которая не подвергается дополнительной обработке или очистке, или искусственную морскую воду.

4. Способ по п. 1, где морская вода содержит 2,0-4,0 вес. % солей, исходя из общего веса морской воды.

5. Способ по п. 4, где морская вода содержит 1,5-3,1 вес. % хлорида натрия и 0,4-0,8 вес. % иона щелочноземельного металла, исходя из общего веса морской воды.

6. Способ по п. 1, где композиция для удаления влаги характеризуется рН в диапазоне от 7,0 до 8,0.

7. Способ переработки гигиенических впитывающих изделий, где влагу, содержащую отходы жизнедеятельности человека, впитывают с применением способа по п. 1.

8. Способ по п. 7, где гигиеническое впитывающее изделие содержит впитывающее средство, состоящее из супервпитывающего полимера и целлюлозной массы.

9. Способ по п. 8, где гигиеническое впитывающее изделие представляет собой подгузник.