树木或植物保护垫制造技术

一个实施方案提供了使用回收的一次性尿片制成的模块式绿色屋顶托盘、室内植物生长培养基和园艺生长培养基、用于杂草和水分控制的树木保护垫。所述生长培养基和树木保护垫含有来自尿片的高吸水性材料，这种材料能够吸收水分，大大减少灌溉，从而提供一种抗旱特性。一个实施方案还提供一种进行一次性尿片的100％再循环的制造方法。

Tree or plant protection mat

One embodiment provides a modular green roof tray made of recycled disposable diapers, an indoor plant growth medium and a horticultural growth medium, and a tree protection pad for weed and moisture control. The growth medium and the tree protection pad contain highly absorbent material from diapers, which can absorb moisture and greatly reduce irrigation, thereby providing a drought resistance characteristic. An embodiment also provides a method of manufacturing 100% recycling of disposable diapers.

【技术实现步骤摘要】
树木或植物保护垫本申请是申请日为2012年9月24日、申请号为201280057849.1、专利技术名称“一次性尿片再循环及其应用”的专利申请的分案申请。
技术介绍
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(NSFSBIR)资助(NSFSBIR1046780)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(tissuecarrier)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(SAP)含量对水分损失的影响，其中在自由流动的水被去除之前，所有生长培养基被浸泡至少2小时；然后将生长培养基的容器保持在恒定的人造阳光暴露下，直到其重量在48小时的期间不再改变。图6.图形呈现在非机织罩下高吸水性聚合物(SAP)含量对水分损失的影响，其中浸泡生长培养基，增加非机织罩之前去除游离水；将这些生长培养基的容器暴露于与无非机织罩时相同的条件下，每24小时称重一次，直到其重量在48小时的期间内是稳定的。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。图8.在没有非机织罩(上面的图像组)和有非机织罩(下面的图像组)情况下，种子在生长培养基中的生长展示。图9.示出利用湿法分离、湿法成网和垫形成反复分离尿片组分的图像，其中，a，基于其密度分成两组的尿片组分：聚烯烃漂浮物和SAP、纸浆纤维和聚酯沉淀，b，在美国农业部的林业产品实验室通过湿法成网方法形成的垫，c，湿法分离过程：c1，搅拌混合，c2和c3，停止搅拌后组分静置下来，c4，倒出上层后显示下层，d，上层分离和干燥，e，下层分离和干燥。图10.利用湿法成网工艺在有或无精制步骤情况下制备的无纺布垫的一个实施方案。图11.以图表方式显示加热(50℃)和紫外线照射下从水/高吸水性聚合物混合物收集的水样以及处理后收集的水样的总有机碳，其中自来水样用作对照并显示为时间为第0个月。图12.以图表方式显示5个月后WCMC垫对幼树生长的影响。图13.展示一个湿法成网工艺的工艺流程图的例子(Weeks,1995；Zhangetal.,2007)。图14.显示从一次性尿片制造杂草控制和水分保持垫的方法的一种实施方案的流程图。图15.显示由再循环的尿片材料模塑的板和垫的实施方案。实施方案的详述一个实施方案提供一种具有三层结构的轻质、模块式绿色屋顶托盘。其底层(防水层)由来自再循环一次性尿片的再生热塑性材料制成，其中心层是包含高吸水性聚合物的抗干旱生长培养基，并且其顶层是多孔的无纺布罩。这样的设计也描绘了一种新颖的三维卡扣锁定装置。图1说明了这种绿色屋顶模块设计。一个实施方式提供了具有三维卡扣锁定装置的模块式绿色屋顶托盘。如果需要，此卡扣联锁机构可与粘合剂结合起来，使得它们能被永久地彼此连接。此卡扣联锁装置设计优于采用二维联锁的常规系统。一个实施方式提供了具有使用低密度和大孔径非机织垫的罩的模块式绿色屋顶托盘。此罩在运输和安装过程中充当生长培养基的密封罩，允许植物通过孔隙长出，延长生长培养基的水分保留时间，并防止侵蚀。一个实施方式提供了具有使用低密度和大孔径非机织垫的罩的模块式绿色屋顶托盘。使用非机织罩的水分保留时间比不用此罩的水分保留时间长70％。一个实施方式提供用于抗干旱生长培养基的组合物，其中使来自再循环一次性尿片的再生且增强的高吸水性聚合物(SAPs)与土壤均匀混合，所述土本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树木或植物保护垫，包括：顶罩板；布置在所述顶罩板之下的中心层，其包含高吸水性聚合物颗粒；布置在所述中心层之下的半渗透性底层；和孔和任选的开口缝隙，其穿过所述顶罩板、中心层和底层用于树木或植物，其中所述顶罩板是水分不可渗透的，和其中所述半渗透性底层允许水分从所述中心层渗出来。

【技术特征摘要】
2011.09.23 US 61/538,5651.一种树木或植物保护垫，包括：顶罩板；布置在所述顶罩板之下的中心层，其包含高吸水性聚合物颗粒；布置在所述中心层之下的半渗透性底层；和孔和任选的开口缝隙，其穿过所述顶罩板、中心层和底层用于树木或植物，其中所述顶罩板是水分不可渗透的，和其中所述半渗透性底层允许水分从所述中心层渗出来。2.如权利要求1所述的垫，其中所述顶罩板包括塑料膜或层压体、机织材料、非机织材料，或其任意组合。3.如权利要求1所述的垫，其中所述顶罩板包括机织聚丙烯材料、机织聚乙烯材料，或其组合。4.如权利要求1所述的垫，其中所述顶罩板还包括软管装置，以允许连接至水管。5.如权利要求1所述的垫，其中所述顶罩板还包括一种或多种抗紫外线添加剂。6.如权利要求1所述的垫，其中所述高吸水性聚合物颗粒包括聚丙烯酸聚合物、聚丙烯酸酯聚合物、淀粉接枝的聚合物、聚丙烯酰胺、乙烯马来酸酐聚合物、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯腈的淀粉接枝共聚物、聚丙烯酸的IA族盐、它们中两种或更多种的共聚物，或者其任意组合。7.如权利要求1所述的垫，其中所述高吸水性聚合物颗粒是干燥的。8.如权利要求1所述的垫，其中所述中心层还包括一种或多种纤维素纤维、聚酯纤维、聚烯烃纤维、缓释肥料，或其任意组合。9.如权利要求1所述的垫，其中所述半渗透性底层包括机织或非机织织物、天然的或合成的纤维、人造丝、尼龙、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、棉、丙烯酸，或以上材料的任何组合。10.如权利要求1所述的垫，其中所述半渗透性底层包括非机织聚乙烯织物、非机织聚丙烯织物，或其任意组合。11.如权利要求1所述的垫，其中所述顶罩板、中心层和半渗透性底层通过缝合、胶粘、热封或其任意组合在所述垫的周边边缘处进行密封。12.如权利要求1所述的垫，其中所述顶罩板和半渗透性底层在所述垫的周边边缘处进行密封，以将所述中心层夹于中间。13.如权利要求1所述的垫，还包括侧壁，其围绕所述垫的周边延伸，并且将所述顶罩板连接到所述半渗透性层。14.一种使树木或植物生长的方法，包括将权利要求1所述的垫放置在树木或植物的树干或树茎周围。15.一种制造如权利要求1所述的垫的方法，包括将所述中心层夹在所述顶罩板和所述半渗透性底层之...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，杨海玲，
申请(专利权)人：奇诺维申有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US