[发明专利]一次性尿片再循环及其应用

说明书

背景技术

本文所述的全部或部分主题受美国国家科学基金会小企业创新研究基金(NSF SBIR)资助(NSF SBIR1046780)而实施。美国政府可能拥有本文所述主题的权利。

绿色屋顶系统用在建筑物的屋顶上，并提供植被生长的环境。绿色屋顶系统可以提供降低能耗、隔音、食品和花卉生产、减少温室气体排放、保护栖息地和生物多样性、雨水保持、减少城市热岛效应，以及其他益处。

屋顶绿化系统的主要问题包括结构强度、管理或避免漏水和屋顶植物的灌溉。带绿色屋顶的建筑物必须足够坚固以支持生长培养基和植物，尤其是其用水饱合之后。因为有可能在一些系统中会在屋顶上产生持续的水压，所以防水是一个挑战。上述方面对密集型绿色屋顶很重要，而灌溉对粗放型绿色屋顶很重要。目前的屋顶绿化技术采用轻质的生长培养基，以减少对基础结构的负荷。对于平屋顶，主要关注的问题是防水和结构设计。对于斜屋顶，生长培养基固定和保水则需要格外的考虑。搭板(斜板)或台阶状的设计已被用于这种类型的屋顶。粗放型绿色屋顶的生长培养基层较浅，使得水的吸收和保留较少。在降水量少和/或高蒸发率的地区，可能每天都需要灌溉，这可能会抵消掉绿色屋顶系统带来的成本节约。

树木的保护存在着类似的需要提供制备生长环境的情况。树木保护是很重要的，尤其是对于幼树和新种植的树木，它们的根系尚未充分发育。最广泛使用的方法是用从绿色垃圾再循环的木屑覆盖。这可以保持水分，减少来自杂草的竞争，让树木在早期生长中获得生存必需的营养物质。但这些木屑不是非常有效和持久的，并且会很快降解掉。通常树木需要在每年春季进行重新覆盖。

对于树木保护，特别是对于幼树有一种替代的解决方案，就是在树的周围放置防草布。这些防草布通常由塑料材料制成，其功能就像是覆盖层，但持续时间更长。现在市场上有两种不同类型的防草布：带孔隙的布和不带孔隙的布。主要的区别是，带孔隙的防草布可以让雨水渗入，而不带孔隙的防草布则不能。似乎带孔隙的防草布对于使水渗透通过更有效，但是在市场上其较不受客户喜欢。优选无孔隙布的观点在于：允许水渗入的相同的孔隙由于其高表面积和小孔径能够让渗入的水迅速蒸发出来。这两种类型的防草布和木屑覆盖物主要依靠树木周围的土壤保持水分。防草布或覆盖物没有或具有非常有限的吸收水的能力。因此，取决于土壤和天气的性质，水分含量可在很宽的范围内变化。

与此同时，数千亿污染的尿片每年被当作固体废物处置，其中只有很小一部分被回收。这主要是由于缺乏高效和成本有效的再循环技术。如果这些弃置的尿片中的有价值的材料能得到妥善处理，它们可以大的用途。

一次性尿片是由多种组分制成。首先，由纤维素或醋酸纤维素和高吸收性聚合物(SAP)来制成吸收垫，例如，利用聚丙烯酸钠来吸收体液。该垫然后被放到由聚酯无纺布或棉纸制成的棉纸载体(tissue carrier)中。然后将该棉纸包裹的垫夹在用于内部的无纺布层和用于外部的非渗透膜之间。无纺布包括允许水流动到吸收垫的亲水层和使与皮肤接触的表面保持干燥的疏水层。非渗透膜由聚乙烯或布状的聚烯烃膜制成，以防止液体泄漏。使用热熔粘合剂将所有上述组分粘合一起。弹性材料，例如聚氨酯、聚酯或橡胶被用于腰部和腿部的袖口中，以保持紧密性。胶带或钩带用来提供机械夹紧，以实现闭合。其他组分，例如施用于最表面层上的乳液、装饰膜、湿度指示器以及采集和分布层在一次性尿片中是很常见的。

一次性尿片的复杂设计来自消费者对舒适、有效、易于使用和便宜产品的需要。然而，这样的体系使得传统再循环利用现有技术不可能做到高效和低成本。因此，大部分使用过的一次性尿片以作为固体废弃物堆放在垃圾填埋场而告终。能够消费再循环材料的产品以及可生产高纯度材料的适当净化技术的匮乏在垃圾填埋问题中起着巨大作用。

附图简述

图1.具有卡扣联锁设计的模块式绿色屋顶托盘的一个实施方案的截面图。组件：1.培养基；2.罩；3.舌片；4.凹槽；5.墙；6.胶粘剂；7.底层；和8.舌片。

图2.具有卡扣联锁设计的模块式绿色屋顶托盘的一个实施方案的全视图。

图3.具有卡扣联锁设计的模块式绿色屋顶托盘的一个实施方案的顶视图。

图4.利用卡扣联锁设计连接在一起的两个模块式绿色屋顶托盘的一个实施方案。

图5.图形呈现在没有非机织罩下高吸水性聚合物含量对水分损失的影响。

图6.图形呈现在非机织罩下高吸水性聚合物含量对水分损失的影响。

图7.用于杂草控制和水分保持的树木保护垫的一个实施方案。