專利名稱：作為碳降低物的吸收制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有降低的碳足跡的吸收制品，及制造所述制品的方法。
背景技術(shù)：
近年來，生產(chǎn)對環(huán)境的影響變得越來越與消費者、政府和生產(chǎn)商相關(guān)。特別受到關(guān)注的是在生產(chǎn)過程中排放的總溫室氣體，特別是二氧化碳。在某一過程中、事件中或由企業(yè)、個人或產(chǎn)品排放或吸收的二氧化碳的量常由它的“碳足跡”來測量。工具如生命周期評估(LCA)可用于評價給定產(chǎn)品對CO2排放的影響。搖籃至墳墓是指從原料(“搖籃”)至使用階段和廢棄階段(“墳墓”)所抽象出的全生命周期的評估。搖籃至大門則是指從原料(“搖籃”)至工廠大門所抽象出的部分產(chǎn)品壽命周期的評價。術(shù)語“大門”可用于生產(chǎn)過程中的數(shù)個位點-例如在材料制造商大門處的最終材料、或在進一步生產(chǎn)過程的大門處的最終產(chǎn)品。使用這些工具，可嘗試減少在某個過程中排放的大氣CO2的量，并可甚至嘗試改造該過程，使得總體結(jié)果為大氣CO2量降低。來自大氣的二氧化碳在光合成過程中被轉(zhuǎn)變?yōu)楹蓟衔?。因此，認為植物能夠在它們的生長過程中將大氣二氧化碳“鎖”在其結(jié)構(gòu)中。但是，植物材料的后續(xù)分解-或其焚燒物-再次將鎖住的碳以二氧化碳釋放。吸收性產(chǎn)品如尿布通常包括植物材料(通常為紙漿和纖維素材料)，其中，這些材料中的碳源自大氣co2。在填埋區(qū)處理時、或在焚燒時，吸收性產(chǎn)品分解，并再次釋放大氣CO2。WO 1996/009248描述了將大氣CO2用作造紙?zhí)盍系脑?。提供能夠使用大氣二氧化碳作為碳源的產(chǎn)品和制造方法將是有利的，但所述產(chǎn)品在填埋或通過焚燒分解時不應釋放大氣co2。如果大氣CO2可以以除光合成外的方法被吸收，則也將是有利的，這能夠使比基于植物的材料范圍更寬的材料起到大氣CO2的“降低物(sink) ”的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明由此提供吸收制品如尿布、衛(wèi)生巾、衛(wèi)生護墊或男性或女性失禁物品。所述制品包括無機材料。所述無機材料包含衍生自大氣二氧化碳(CO2)的碳。所述無機材料包含合適地具有IX 10_13或更大，優(yōu)選為3 X 10_13或更大，更優(yōu)選為5X10_13或更大的14C/12C比的碳。所述無機材料合適地是碳酸鹽，例如堿金屬(第一主族)、堿土金屬(第二主族)的碳酸鹽及它們的混合物。所述無機材料可以是碳酸鈣。所述吸收制品可包括塑料膜，并且所述無機材料可位于該塑料膜中。所述吸收制品可包括合成纖維，所述無機材料可位于該合成纖維中。本發(fā)明還涉及制備吸收制品的方法，所述方法包括以下步驟a.在水的存在下,使大氣CO2與金屬鹽(優(yōu)選金屬硫酸鹽)反應,得到金屬碳酸鹽，b.將步驟a.中得到的金屬碳酸鹽加入所述吸收制品中。
當所述吸收制品包括塑料膜或合成纖維時，所述方法可包括以下額外的步驟bl.將所述金屬碳酸鹽加入所述塑料膜或合成纖維中，b2.將所述塑料膜或合成纖維加入所述吸收制品中。以上方法的金屬碳酸鹽合適地是碳酸鈣。定義術(shù)語“無機”是指不是植物或動物來源的材料，并且不包括有機材料如纖維素、或化石燃料如石油等。無機材料通常是鹽。無機材料的實例包括金屬碳酸鹽、氰化物、氰酸鹽、碳化物和硫氰酸鹽。吸收制品是將要穿著在穿戴者襠部位置的制品，并且其用于吸收和控制身體流出物如血液、尿、排泄物等。該制品在穿戴者的衣物下最接近皮膚穿著。通常，吸收制品是如尿布、衛(wèi)生巾、衛(wèi)生護墊或男性或女性失禁物品的制品。 二氧化碳(CO2)以痕量(低于0.05%)天然存在于大氣中?！按髿狻?二氧化碳用于表示氣態(tài)形式的二氧化碳，其直接來自地球的大氣。此外，“大氣”二氧化碳可以是指工業(yè)過程的廢產(chǎn)物，例如得自其它過程并回收過的廢物煙道(flue)。


參照隨附的示意圖以下將更詳細地描述本發(fā)明，其中圖I所示為根據(jù)本發(fā)明的吸收制品其是尿布。圖2所示為沿圖I中的線II-II的截面視圖。
具體實施例方式圖I顯示了尿布形式的根據(jù)本發(fā)明的吸收制品10。盡管本發(fā)明參照尿布進行描述，但是其等同于其它吸收制品，如衛(wèi)生巾、衛(wèi)生護墊或或男性或女性失禁物品。如上所述，“吸收制品”意指靠近穿戴者皮膚的制品，其用于吸收和容納身體流出物如尿液、糞便和月經(jīng)液。本發(fā)明主要涉及一次性吸收制品，其意指不打算在使用后洗滌或另外作為吸收制品復原或再利用的制品。如圖I和圖2中的截面所示，吸收制品10 —般包括可滲透液體的頂片11，當制品10穿著時，其最貼近穿戴者。吸收體12 —般位于頂片11以下。不可滲透液體的背片13 —般位于吸收芯部12和穿戴者的衣物之間。通常，吸收制品10包括所有這三個部件；但是，某些吸收制品10可能缺少這些部件中的一個?？蓾B透液體的頂片11最貼近穿戴者的皮膚，并與皮膚接觸。其還使得身體流出物穿過下面的吸收體12。因此，適于作為頂片11的材料應是柔軟的，對皮膚不刺激，并且易于被體液如尿液或月經(jīng)液滲透。頂片11可由無紡材料構(gòu)成，如經(jīng)紡粘的、經(jīng)熔噴的、經(jīng)梳理的、經(jīng)水刺纏繞的、經(jīng)濕法成網(wǎng)的等無紡材料。合適的無紡材料可由如木漿或棉花纖維的天然纖維構(gòu)成，或由如聚酯、聚乙烯、聚丙烯、粘膠纖維等的人造纖維構(gòu)成，或由天然和人造纖維的混合物組成。在某些情況下，頂片11可包括打孔的塑料膜，所述孔能夠使液體穿過。頂片11還可由絲束纖維組成，其可如EP-A-1035818所公開的，以粘結(jié)的方式相互連接。適用于頂片11的其它材料的實例是多孔泡沫、開孔的塑料膜等。頂片11在吸收制品的不同部分可以是不同的。
不可滲透液體的背片13位于吸收體12的面向衣物的表面，其起著防止身體流出物從吸收體12漏出并弄臟穿戴者衣物的作用。因此，在面向衣物側(cè)覆蓋吸收體12的不可滲透液體的背片13是不可滲透液體的材料，如薄的塑料膜，例如聚乙烯或聚丙烯的膜，涂覆有不可滲透液體的材料的無紡材料，耐液體滲透的疏水性無紡材料，或一個或多個塑料膜與一種或多種無紡材料的疊層。為了改善感覺，不可滲透液體的背片13優(yōu)選在其面向衣物的一側(cè)包括柔軟的無紡材料。不可滲透液體的背片13可以是透氣性的，以便能夠使蒸汽從吸收體12散出，同時仍可防止液體從其穿過。透氣性的不可滲透液體的背片13的實例是多孔聚合物膜、來自經(jīng)紡粘和經(jīng)熔噴的層的無紡疊層、來自多孔聚合物膜和無紡材料的疊層。吸收體12起接收和保留來自穿戴者的身體流出物的作用。因此，它包括吸收材料。吸收體12可以是任何常規(guī)類型的。常見的吸收材料的實例是纖維素絨毛漿、薄紙層、高吸收性聚合物(所謂的超吸收體)、吸收性泡沫材料、吸收性無紡材料等等。通常，在吸收體12中將纖維素絨毛漿和超吸收性材料組合。該薄吸收體通常例如是嬰兒尿布和失禁防護物，其通常包括經(jīng)壓制的纖維素絨毛漿和超吸收材料的混合或?qū)雍系慕Y(jié)構(gòu)。吸收體12的尺寸和吸收容量可以變化，以適合不同的用途，如用于嬰兒或用于失禁成人。 吸收體12可包括一層或多層，可對其進行選擇以改善身體廢物的處理。設計這樣的層以在短時間段中接收大量的液體，并將液體均勻分布在吸收體12上。它們可包括所謂的傳遞層、分布層、潮涌(surge)層或采集層，并且通常位于頂片11和吸收體12之間，和/或位于吸收體12和背片13之間。頂片11和背片13—般在X-Y平面中具有相似的延伸，而吸收體12—般具有較小的延伸。頂片11和背片13相互連接在吸收體12的外緣周圍，使得吸收體12被封裝在由頂片11和背片13形成的封體中。吸收體12至少位于吸收制品10的襠部，并還可延伸入前部和后部一些。頂片11、吸收體12和背片13可通過本領(lǐng)域中常見的任意方法相互連接，例如超聲波焊接、熱焊接或膠接。吸收制品10包括無機材料。所述無機材料可具有各種功能例如吸收液體或氣味、向吸收制品及其材料提供容積(bulk)、或提供可透氣性，其原因是所述無機材料有助于形成多孔結(jié)構(gòu)。所述無機材料包含碳。最合適的，碳以碳酸鹽陰離子(CO/—)存在。其它的含碳無機材料包括例如氰化物(CN—)、氰酸鹽(0CN—)、碳化物、硫氰酸鹽(SCN_)。合適地，所述無機材料是鹽，即由陽離子和陰離子以合適比例使總電荷為零所構(gòu)成的材料。例如，所述無機材料可由碳酸鹽，例如堿金屬(第I主族例如Li、Na、K)和堿土金屬(第二主族例如Mg、Ca)的碳酸鹽及它們的混合物構(gòu)成。最合適地，所述無機材料是碳酸鈣(CaCO3)。無機材料中的碳源自大氣二氧化碳(CO2)。也就是說，其中進行大氣二氧化碳與其它合適試劑的反應而形成無機材料的化學過程。術(shù)語“源自”是指“基本上直接源自”。也就是說，該術(shù)語不意圖包括天然存在的無機材料，并且在某種意義上從它們的地質(zhì)史而言，其可以包括作為天然碳循環(huán)部分的源自大氣的二氧化碳。例如，本發(fā)明的無機材料源自之前20年內(nèi)的、優(yōu)選之前10年內(nèi)的大氣二氧化碳。由于無機材料中的碳源自大氣二氧化碳，在所述無機材料的制造中從大氣中除去二氧化碳，由此制造出吸收制品10。因此，在所述吸收制品的處理期間，特別在填埋的過程中，源自大氣CO2的碳與大氣隔離，并以無機形式被捕集。
存在使用CaO以循環(huán)當焚燒CaCO3時釋放的CO2的可能性。首先，在大氣CO2的存在下溫熱氧化鈣可得到碳酸鈣，由此從大氣中抽取C02。該步驟需要約400° C的處理溫度。該處理高溫可通過來自焚燒或使用太陽能電池的熱而得到。這可以減少當焚燒時來自CaCO3的排放，并產(chǎn)生新的可使用的CaC03。由此，本發(fā)明的材料得到的C02eq/kg將更低。通過分析所述無機材料中的碳同位素的比值(類似于“碳年代測定”的方法)，可將本發(fā)明的吸收制品10與已知的吸收制品區(qū)別開。目標同位素是14C,其通常產(chǎn)生于地球大氣的上層中。14C發(fā)生放射性衰減。由于14C在大氣中恒定地產(chǎn)生，所以大氣中14C與12C的比值是相對恒定的。但是，當14C被捕集在石頭或礦物、或化石燃料如石油中時，14C的量逐步減少。本發(fā)明由此提供吸收制品，其中所述含碳無機材料的14C/12C比值為1X10_13或更大，優(yōu)選為3X 10_13或更大，更優(yōu)選為5X 10_13或更大。US 2007/0219521及其中引用的文獻討論了 14c/12c比值的更多細節(jié)和其確定的合適方法。當所述無機材料是碳酸鈣時，從大氣CO2中制備該材料的合適方法見于W01996/009248。制得該 CaCO3 的反應式是 CaS04+H20+C02 (atm) — CaC03+H2S04。本發(fā)明的無機材料可位于以上所述的吸收制品10的一個或多個部件上。也就是說，它可位于頂片11、吸收體12或背片13，或這些部件的多于一個之中。所述無機材料通常以顆粒形式存在。本發(fā)明的無機材料可位于塑料膜中。制備塑料膜的合適的聚合物包括聚烯烴(如聚乙烯、聚丙烯或它們的混合物)、聚酯和聚酰胺、或它們的混合物。合適地，所述聚合物可來自可再生來源(所述的生物聚合物)。這樣的生物聚合物可以對在處理或焚燒本發(fā)明的材料或產(chǎn)品過程中排放出的CO2當量的計算上具有更積極的效果。含無機材料的塑料膜是本領(lǐng)域中已知的，例如US6576809、JP2000136254。這樣的膜通常通過在將聚合物拉伸或吹制成膜之前將所述無機材料加入熔融的聚合物中而制備。在該膜中的無機材料為所述膜提供多孔性。所述無機材料可以本領(lǐng)域膜中的30-70%存在。根據(jù)本發(fā)明，所述無機材料在塑料膜中可以2-80重量％、優(yōu)選5-70重量％存在。如果所述無機材料位于塑料膜中，該塑料膜可以以制品10的頂片11或背片13存在，優(yōu)選以背片13存在。由此，本發(fā)明提供吸收制品10，其中該吸收制品10包括塑料膜，所述無機材料位于塑料膜中。甚至更優(yōu)選地，本發(fā)明的吸收制品的背片13包括疊層，其中本發(fā)明的塑料膜是所述層之一。本發(fā)明的無機材料可以位于合成纖維中。用于制備所述合成纖維的合適的聚合物包括聚烯烴(如聚乙烯、聚丙烯或它們的混合物)、聚酯和聚酰胺、或它們的混合物。如同對于以上的膜，合成纖維的聚合物可來自可再生來源(所謂的生物聚合物)。所述纖維可以是單組分、雙組分或多組分纖維。所述纖維可以是連續(xù)纖維或短纖維。含無機材料的合成纖維是本領(lǐng)域中已知的，例如US 2009010483UUS 4341213。在該纖維中的無機材料向纖維提供多孔性和其它性質(zhì)。在纖維經(jīng)拉伸或吹制之前，可將所述無機材料加入生產(chǎn)纖維的聚合物中。在本發(fā)明的合成纖維中，無機材料可以2-40重量％、優(yōu)選為5-25重量％存在。含本發(fā)明的無機材料的合成纖維可制成無紡布層(如作為頂片11、背片13或其它層的部分)，或可松散地排列作為吸收體12的一部分。由此，本發(fā)明提供了吸收制品10，其中吸收制品10包括合成纖維，并且無機材料位于該合成纖維中?；蛘?，本發(fā)明的無機材料可位于無紡布層中。本發(fā)明的無機材料可與本領(lǐng)域中任何已知的無紡技術(shù)和任何纖維組合物一起使用。例如，無機材料可在其生產(chǎn)過程中加入無紡布層的結(jié)構(gòu)中，例如通過將無機材料加入制備所述無紡布層的纖維混合物中，或?qū)⑺鰺o機材料加入現(xiàn)有的無紡布層中。如上所述，該情況下的無機材料并不是位于合成纖維本身之中，而是捕集在單個纖維之間?？墒褂谜辰Y(jié)劑材料將所述無機材料加入無紡布層中。在吸收制品10中，本發(fā)明的無機材料可存在于吸收體12的一個或多個部件中。例如，本發(fā)明的無機材料可存在于現(xiàn)代吸收制品10的吸收體12的關(guān)鍵部件的超吸收性聚合物(SAP)中?；蛘撸鰺o機材料可結(jié)合在吸收制品10的吸收體12中的其它位置。 作為另一個可選方案，本發(fā)明的無機材料可簡單地松散位于吸收制品10內(nèi)。因此，它存在于由頂片11和背片13形成的封體中。本發(fā)明還提供用于制備吸收制品10的方法。所述方法包括以下步驟a.在水的存在下使大氣CO2與金屬鹽反應而得到金屬碳酸鹽，b.將步驟a.中得到的金屬碳酸鹽加入所述吸收制品10中。合適的是，所述金屬鹽是金屬硫酸鹽。在金屬硫酸鹽的情況中，該方法的步驟a.更詳細地在W01996/009248中討論。在吸收制品10包括塑料膜或合成纖維的具體情況下，所述方法包括以下的額外步驟bl.將所述金屬碳酸鹽加入塑料膜或合成纖維中，b2.將所述塑料膜或合成纖維加入所述吸收制品10中。以上描述的吸收制品10、其部件和無機材料的所有特征同樣適用于本發(fā)明的方法。具體地，在以上方法中使用的金屬碳酸鹽可以是碳酸鈣。塑料膜或合成纖維可加入吸收制品10的任意合適的組件中。具體地，所述塑料膜可加入吸收制品10的背片13中。根據(jù)一些實施方案和附圖已描述本發(fā)明。但是，不應將本發(fā)明理解為限于這些實施方案，反之，本發(fā)明的范圍由隨附的權(quán)利要求限定。碳足跡的計算根據(jù)下式進行對于由CaSO4和大氣CO2制備的CaCO3的計算CaS04+H20+C02 — CaC03+H2S04Imol 的 CO2 得到 Imol 的 CaC03。CaCO3 的分子量為 80g/mol，CO2 的分子量為 44g/mol o需要0. 55kg的CO2來產(chǎn)生Ikg的CaCO3,并且在計算中，假設生產(chǎn)Ikg的CaCO3消耗
0.5kg的CO2當量。由于所述方法中存在產(chǎn)生少量CO2的可能性，所以將消耗近似為0. 5kg的CO2當量。由于CaSO4是源自其它工業(yè)方法的廢物，所以從生產(chǎn)該材料中沒有增加CO2的貢獻。與從地面采礦開采的CaCO3進行比較。該開采方法本身具有一定的碳足跡。其它值來自以下文獻Production of PP and PE:Plastics Europe(March 2005)I Boustead, Eco-profiles of the EuropeanPlastics Industry, Production of CaCO3
Ecoinvent Data v. 2. 0 (2007), Kellenberger D.等人.Life Cycle Inventoriesof Building Products. , Ecoinvent Report no. 7。Waste Handling:Ecoinvent Data v. 2. 0(2007),Doka G. Life Cycle Inventories of WasteTreatment Services,Ecoinvent Report no.13。對比計算的實例實施例I-聚合物顆粒對聚合物顆粒的生產(chǎn)評估CO2當量。也就是說，在該實施例中的“大門”應理解為最終聚合物顆粒的生產(chǎn)。重要的是考慮到對聚合物所舉例說明的值缺少將聚合物顆粒轉(zhuǎn)化為膜或無紡材料的CO2貢獻。聚合物顆粒向膜和纖維的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)品制造取決于轉(zhuǎn)化路線的效率和用于生產(chǎn)的能量來源，可給出不同的CO2當量。擠出成膜和紡絲成纖維制備無紡材料都很依賴生產(chǎn)裝置、技術(shù)和能量來源(國家與國家之間不同)。在無紡材料的制備中，能量消耗給出的CO2貢獻為0.7-1. 4。由于過程溫度較低，膜擠出可能會給出較低的貢獻。由于如果使用相同的設備，在相同的位置中生產(chǎn)，假設所對比的所有膜可以具有近似相同的值，所以沒有增大該值。對于不同的膜，會存在相對值的CO2當量百分數(shù)下降的效果。搖籃至大門式的計算基于聚合物顆粒的生產(chǎn)。已研究了不同廢物的選擇、焚燒和填埋。這些數(shù)據(jù)示于下表I。表I :對各種聚合物顆粒和廢物選擇的搖籃至大門式生產(chǎn)的經(jīng)計算的CO2當量
權(quán)利要求
1.吸收制品(10)，如尿布、衛(wèi)生巾、衛(wèi)生護墊或男性或女性失禁物品，所述制品(10)包括無機材料，所述無機材料包含衍生自大氣二氧化碳(CO2)的碳。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的吸收制品(10)，其中所述無機材料包含具有1X10_13或更大、優(yōu)選為3X 10_13或更大、更優(yōu)選為5X 10_13或更大的14C/12C比的碳。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的吸收制品(10)，其中所述無機材料是碳酸鹽，例如堿金屬(第一主族)、堿土金屬(第二主族)的碳酸鹽及它們的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的吸收制品(10)，其中所述無機材料是碳酸鈣。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的吸收制品(10)，其中所述吸收制品(10)包括塑料膜，所述無機材料位于該塑料膜中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的吸收制品(10)，其中所述吸收制品(10)包括合成纖維，所述無機材料位于該合成纖維中。
7.制造吸收制品(10)的方法，所述方法包括以下步驟 a.在水的存在下使大氣CO2與金屬鹽反應，得到金屬碳酸鹽， b.將步驟a.中得到的金屬碳酸鹽加入所述吸收制品(10)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述金屬鹽是金屬硫酸鹽。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的方法，其中所述吸收制品(10)包括塑料膜或合成纖維，所述方法包括以下額外步驟 bl.將所述金屬碳酸鹽加入所述塑料膜或合成纖維中， b2.將所述塑料膜或合成纖維加入所述吸收制品(10)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9之一的方法，其中所述金屬碳酸鹽是碳酸鈣。
全文摘要
本發(fā)明提供了吸收制品如尿布、衛(wèi)生巾、衛(wèi)生護墊或男性或女性失禁物品。所述制品包括無機材料。所述無機材料包含衍生自大氣二氧化碳的碳。還提供了制造本發(fā)明制品的方法。
文檔編號C08K3/26GK102652007SQ200980162811
公開日2012年8月29日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者C·斯特里德費爾特, E·拉克索 申請人:Sca衛(wèi)生用品公司