поглощающие изделия как поглотители углерода

Формула изобретения

1. Поглощающее изделие (10), например, такое как подгузник, гигиеническая прокладка, предназначенная для повседневного использования прокладка для трусов или изделие, используемое при недержании у мужчин или женщин, при этом указанное изделие (10) содержит неорганический материал, при этом указанный неорганический материал содержит углерод, который получен из атмосферного диоксида углерода (CO₂) и имеет отношение ¹⁴С/¹² С, составляющее 1·10^-13 или более, предпочтительно 3·10^-13 или более, более предпочтительно 5·10 ^-13 или более, и где указанный неорганический материал представляет собой карбонатную соль щелочного металла (группа 1), выбранного из лития (Li), натрия (Na) и калия (К), или карбонатную соль щелочноземельного металла (группа 2), выбранного из магния (Mg) и кальция (Са), и их смеси.

2. Поглощающее изделие (10) по п.1, в котором неорганический материал представляет собой карбонат кальция.

3. Поглощающее изделие (10) по п.1, при этом поглощающее изделие (10) содержит пластиковую пленку, при этом указанный неорганический материал находится в пластиковой пленке.

4. Поглощающее изделие (10) по п.1, при этом поглощающее изделие (10) содержит синтетические волокна, при этом указанный неорганический материал находится в синтетических волокнах.

5. Способ изготовления поглощающего изделия (10), при этом указанный способ включает следующие стадии:

а) вступление атмосферного СО₂ в реакцию с солью металла, представляющей собой соль щелочного металла (группа 1), выбранного из лития (Li), натрия (Na) и калия (К), или карбонатную соль щелочноземельного металла (группа 2), выбранного из магния (Mg) и кальция (Са), в присутствии воды для получения карбоната металла, представляющего собой карбонат щелочного или щелочноземельного металла;

b) включение карбоната щелочного или щелочноземельного металла, полученного на стадии а), в указанное поглощающее изделие (10).

6. Способ по п.5, в котором соль металла представляет собой сульфатную соль металла.

7. Способ по п.5, в котором поглощающее изделие (10) содержит пластиковую пленку или синтетические волокна, при этом указанный способ включает дополнительные стадии:

b1) включение карбоната металла в указанную пластиковую пленку или синтетические волокна;

b2) включение указанной пластиковой пленки или синтетических волокон в указанное поглощающее изделие (10).

8. Способ по п.5, в котором карбонат металла представляет собой карбонат кальция.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к поглощающим изделиям с уменьшенным выделением углерода и к способам изготовления подобных изделий.

Предпосылки создания изобретения

В последние годы воздействие производственной деятельности на окружающую среду становится все более важным для потребителей, правительств и производителей. Особое внимание обращается на общий объем выбросов парниковых газов, в частности диоксида углерода, во время технологического процесса.

Количество диоксида углерода, выделяемого или поглощаемого во время технологического процесса, во время события или при хозяйственной деятельности, индивидуумом или продуктом, часто измеряют посредством его углеродсодержащих выбросов. Инструменты, такие как оценка жизненного цикла (LCA), могут быть использованы для оценки воздействия заданного продукта на выбросы CO₂. Полный жизненный цикл представляет собой оценку полного жизненного цикла от заготовки сырья до фазы использования и фазы утилизации. Производственный цикл (cradle-to-gate - «от колыбели до ворот») представляет собой оценку части жизненного цикла изделия от заготовки сырья до заводских ворот. Термин «ворота» может быть применен для некоторого количества мест в производственном процессе, например, для готового материала у «ворот» предприятий-производителей материалов или для готовых изделий у «ворот» дальнейшего производственного процесса. При использовании данных инструментов были предприняты усилия для уменьшения количества атмосферного СО₂, выделяемого во время процесса, и даже для адаптации процесса таким образом, чтобы общим результатом было снижение количества атмосферного СО₂.

Диоксид углерода из атмосферы превращается в углеродсодержащие соединения во время фотосинтеза. Следовательно, считается, что растения могут «связывать» атмосферный диоксид углерода в своей структуре во время роста. Однако при последующем разложении растительного материала или его сжигании происходит выделение связанного углерода снова в виде диоксида углерода. Поглощающие изделия, такие как подгузники, как правило, содержат растительный материал (как правило, вспушенную измельченную целлюлозу и целлюлозные материалы), при этом источником углерода в данных материалах является атмосферный СО₂ . При выбрасывании на мусорные свалки или при сжигании поглощающие изделия разлагаются и атмосферный CO₂ выделяется снова.

В WO 1996/009248 описано использование атмосферного СО₂ в качестве источника наполнителей при производстве бумаги.

Было бы полезно создать промышленные изделия и разработать технологические процессы, которые обеспечивают возможность использования атмосферного диоксида углерода в качестве источника углерода, но которые необязательно предусматривают выделение атмосферного СО₂, когда указанные изделия разлагаются на мусорной свалке или за счет сжигания. Также было бы целесообразно, если бы атмосферный СО₂ мог поглощаться способом, отличным от фотосинтеза, что создает возможность того, что более широкий ряд материалов по сравнению с материалами на растительной основе будет служить в качестве «поглотителей» для атмосферного СО₂.

Краткое изложение сущности изобретения

Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением разработано поглощающее изделие, например, такое как подгузник, гигиеническая прокладка, предназначенная для повседневного использования прокладка для трусов или изделие, используемое при недержании у мужчин или женщин. Изделие содержит неорганический материал. Неорганический материал содержит углерод, который получен из атмосферного диоксида углерода (СО₂ ).

Неорганический материал, содержащий углерод, соответственно имеет отношение ¹⁴С/¹²С, составляющее 1×10^-13 или более, предпочтительно 3×10^-13 или более, более предпочтительно 5×10 ^-13 или более.

Неорганический материал соответственно представляет собой карбонатную соль, например, карбонатную соль щелочного металла (группа 1), щелочноземельного металла (группа 2) и их смесей. Неорганический материал может представлять собой карбонат кальция.

Поглощающее изделие может содержать пластиковую пленку, и неорганический материал может находиться в пластиковой пленке. Поглощающее изделие может содержать синтетические волокна, при этом указанный неорганический материал находится в синтетических волокнах.

В соответствии с изобретением также разработан способ изготовления поглощающего изделия, при этом указанный способ включает следующие стадии:

а) вступление атмосферного СО₂ в реакцию с солью металла (предпочтительно с сульфатной солью металла) в присутствии воды для получения карбоната металла;

b) включение карбоната металла, полученного на стадии а), в указанное поглощающее изделие.

В том случае, когда поглощающее изделие содержит пластиковую пленку или синтетические волокна, способ может включать дополнительные стадии:

b1) включение карбоната металла в указанную пластиковую пленку или синтетические волокна;

b2) включение указанной пластиковой пленки или синтетических волокон в указанное поглощающее изделие.

Карбонат металла по вышеуказанному способу соответственно представляет собой карбонат кальция.

Определения

Под термином «неорганический» понимают материал, который не является материалом растительного или животного происхождения и не содержит органических материалов, таких как целлюлоза, или ископаемого топлива, такого как нефть и т.д. Неорганические материалы, как правило, представляют собой соли. К примерам неорганических материалов относятся карбонаты, цианиды, цианаты, карбиды и тиоцианаты металлов.

Поглощающее изделие представляет собой изделие, которое предназначено для ношения в промежностной зоне носителя и которое используется для поглощения и обработки экссудата организма: например, крови, мочи, фекалий и т.д. Изделие носят наиболее близко к коже под одеждой носителя. Как правило, поглощающие изделия представляют собой изделия, такие как подгузники, гигиенические прокладки, предназначенные для повседневного использования прокладки для трусов или изделия, используемые при недержании у мужчин или женщин.

Диоксид углерода (СО₂) встречается в естественных условиях в атмосфере в следовом количестве (менее 0,05%). Термин «атмосферный» диоксид углерода используется для обозначения диоксида углерода в газообразном виде, который поступает непосредственно из атмосферы Земли. Кроме того, термин «атмосферный» диоксид углерода может относиться к диоксиду углерода, который представляет собой отходы технологических процессов в промышленности, например выходящие из дымовых труб в других процессах и подвергнутые рециклингу.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на приложенные схематические чертежи, на которых

фиг.1 иллюстрирует поглощающее изделие в соответствии с изобретением, представляющее собой подгузник.

Фиг.2 представляет собой сечение, выполненное по линии II-II на фиг.1.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Фиг.1 показывает поглощающее изделие 10 в соответствии с изобретением в виде подгузника. Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на подгузник, изобретение с равным успехом относится к другим поглощающим изделиям, например, таким как гигиенические прокладки, предназначенные для повседневного использования прокладки для трусов или изделия, используемые при недержании у мужчин или женщин. Как указано выше, термин «поглощающее изделие» относится к изделиям, которые носят у кожи носителя для поглощения и удерживания экссудатов организма, подобных моче, фекалиям и менструальной текучей среде. Настоящее изобретение главным образом относится к поглощающим изделиям одноразового использования, что означает изделия, которые не предназначены для стирки или восстановления иным образом, или повторного использования в качестве поглощающего изделия после использования.

Как показано на фиг.1 и в сечении на фиг.2, поглощающее изделие 10, как правило, содержит проницаемый для жидкостей верхний лист 11, который находится ближе всего к носителю при ношении изделия 10. Поглощающее тело 12, как правило, расположено под верхним листом 11. Непроницаемый для жидкостей задний лист 13 обычно расположен между поглощающей сердцевиной 12 и предметами одежды носителя. Поглощающие изделия 10 обычно содержат все три из данных компонентов; однако в некоторых поглощающих изделиях 10 может отсутствовать один из данных компонентов.

Проницаемый для жидкостей верхний лист 11 расположен ближе всего к коже носителя и входит в контакт с ней. Он также обеспечивает возможность прохода экссудата организма через расположенное под ним поглощающее тело 12. Следовательно, материалы, пригодные в качестве верхнего листа 11, должны быть мягкими и не раздражающими кожу, и выделяемая организмом, текучая среда, например, моча или менструальная текучая среда, должна легко проходить через них. Верхний лист 11 может состоять из нетканого материала, например, нетканого материала фильерного способа производства, нетканого материала, полученного аэродинамическим способом из расплава, нетканого материала, полученного кардочесанием, гидроперепутыванием, укладкой в мокром состоянии и т.д. Пригодные нетканые материалы могут состоять из натуральных волокон, таких как волокна из древесной целлюлозы или хлопковые волокна, искусственных волокон, таких как полиэфирные, полиэтиленовые, полипропиленовые, вискозные и т.д., или из смеси натуральных и искусственных волокон. В определенных случаях верхний лист 11 может содержать пластиковую пленку, которая перфорирована для обеспечения возможности прохода жидкости. Кроме того, верхний лист 11 может состоять из жгутов волокна, которые могут быть скреплены друг с другом с образованием некоторой конфигурации соединения, подобной, например, раскрытой в ЕР-А-1035818. Дополнительными примерами материалов, пригодных для верхнего листа 11, являются поропласты, пластиковые пленки с отверстиями и т.д. Верхний лист 11 может быть разным в разных частях поглощающего изделия.

Непроницаемый для жидкостей задний лист 13 расположен на обращенной к предмету одежды поверхности поглощающего тела 12 и служит для предотвращения утечки экссудата организма из поглощающего тела 12 и пачкания предметов одежды носителя. Следовательно, непроницаемый для жидкостей задний лист 13, закрывающий поглощающее тело 12 с обращенной к предмету одежды стороны, выполнен из непроницаемого для жидкостей материала, такого как тонкая пластиковая пленка, например, полиэтиленовая или полипропиленовая пленка, нетканый материал, покрытый непроницаемым для жидкостей материалом, гидрофобный нетканый материал, который препятствует проникновению жидкостей, или ламинат из одной или нескольких пластиковых пленок с одним или несколькими неткаными материалами. Для улучшенного ощущения непроницаемый для жидкостей задний лист 13 предпочтительно содержит мягкий нетканый материал на его поверхности, обращенной к предмету одежды. Непроницаемый для жидкостей задний лист 13 может быть воздухопроницаемым для обеспечения возможности выхода пара из поглощающего тела 12 при одновременном предотвращении прохода жидкостей через него. Примерами воздухопроницаемых, непроницаемых для жидкостей задних листов 13 являются пористые полимерные пленки, нетканые ламинаты из слоев, полученных фильерным способом производства и аэродинамическим способом из расплава, ламинаты из пористых полимерных пленок и нетканых материалов.

Поглощающее тело 12 служит для приема и удерживания экссудата организма, выделяющегося из носителя. Следовательно, оно содержит поглощающий материал. Поглощающее тело 12 может представлять собой поглощающее тело любого обычного вида. Примерами часто встречающихся поглощающих материалов являются вспушенная измельченная целлюлоза, слои тонкой бумаги, полимеры с высокой поглощающей способностью (так называемые суперабсорбенты), поглощающие вспененные материалы, поглощающие нетканые материалы или тому подобное. Общеизвестно «объединение» вспушенной измельченной целлюлозы с суперабсорбентами в поглощающем теле 12. Тонкие поглощающие тела, которые широко используются, например, в подгузниках для детей и в защитных приспособлениях, используемых при недержании, часто содержат спрессованную смешанную или слоистую структуру из вспушенной измельченной целлюлозы и суперабсорбента. Размер и поглощающая способность поглощающего тела 12 могут варьироваться так, чтобы они подходили для разных применений, таких как применение для младенцев или для взрослых людей, страдающих недержанием.

Поглощающее тело 12 может содержать один или несколько слоев, которые могут быть выбраны для улучшения обработки выделений организма. Подобные слои предназначены для приема большого количества жидкости за короткий промежуток времени и распределения ее равномерно по поглощающему телу 12. Они могут включать так называемые транспортирующие, распределительные, промежуточные или принимающие слои и обычно расположены между верхним листом 11 и поглощающим телом 12 и/или между поглощающим телом 12 и задним листом 13.

Верхний лист 11 и задний лист 13, как правило, имеют аналогичную протяженность в плоскости X-Y, в то время как поглощающее тело 12 обычно имеет протяженность, которая несколько меньше. Верхний лист 11 и задний лист 13 соединены друг с другом вокруг периферии поглощающего тела 12 так, что поглощающее тело 12 будет заключено в оболочку, образованную верхним листом 11 и задним листом 13. Поглощающее тело 12 расположено по меньшей мере в промежностной части поглощающего изделия 10 и также может простираться на небольшое расстояние в переднюю и заднюю части. Верхний лист 11, поглощающее тело 12 и задний лист 13 могут быть соединены друг с другом любыми средствами, общепринятыми в данной области техники, например, посредством ультразвуковой сварки, термосварки или склеивания.

Поглощающее изделие 10 содержит неорганический материал. Неорганический материал может иметь различные функции; например, поглощение жидкости или запахов, придание объемности поглощающему изделию и его материалам или обеспечение воздухопроницаемости за счет того, что неорганический материал способствует образованию пористой структуры.

Неорганический материал содержит углерод. Наиболее целесообразно, если углерод присутствует в виде карбонатного аниона (СО₃ ^2-). К другим неорганическим материалам, содержащим углерод, относятся, например, цианиды (CN^-), цианаты (OCN^-), карбиды, тиоцианаты (SCN^-).

Целесообразно, если неорганический материал представляет собой соль, то есть материал, состоящий из катионов и анионов в соответствующем соотношении, так что общий заряд является нулевым. Например, неорганический материал может состоять из карбонатных солей, например, карбонатных солей щелочных металлов (группа 1: например, Li, Na, K) и щелочноземельных металлов (группа 2: например, Mg, Ca) и их смесей. Наиболее целесообразно, если неорганический материал представляет собой карбонат кальция (CaCO₃ ).

Углерод в неорганическом материале получен из атмосферного диоксида углерода (CO₂). Другими словами, выполняются химические процессы, в которых атмосферный диоксид углерода вступает в реакцию с другими соответствующими реагентами для образования неорганического материала. Под термином «полученный из» понимается «по существу полученный непосредственно из». То есть, термин не подразумевает охватывание неорганических материалов, которые встречаются в природе и которые могли в некоторый момент в их геологической истории включить в себя диоксид углерода из атмосферы в качестве части естественного круговорота углерода. Например, неорганический материал в соответствии с изобретением получен из атмосферного диоксида углерода (СО₂) в течение предшествующих 20 лет, предпочтительно в течение предшествующих 10 лет.

За счет того, что углерод в неорганическом материале получают из атмосферного диоксида углерода, диоксид углерода удаляется из атмосферы во время изготовления неорганического материала и, таким образом, изготовления поглощающих изделий 10. Следовательно, во время удаления поглощающих изделий, в частности на мусорную свалку, углерод, источником которого является атмосферный СО₂, отделяется от атмосферы и связывается в неорганическом виде.

Существует возможность использования CaO для рециклинга СО₂ при сжигании CaCO₃. Сначала оксид кальция нагревается в присутствии атмосферного СО₂ для получения карбоната кальция, в результате чего СО₂ извлекается из атмосферы. Данная операция требует температуры процесса, составляющей приблизительно 400°С. Высокие температуры процесса могут быть получены за счет сжигания или использования солнечных элементов. Это уменьшило бы выбросы из CaCO₃ при сжигании и получении нового соединения CaCO₃, которое может быть использовано. Эквивалент СО₂/кг (CO₂ eq/kg), полученный для материалов по настоящему изобретению, в этом случае был бы меньше.

Поглощающие изделие 10 по изобретению можно отличить от известных поглощающих изделий посредством анализа доли изотопов углерода в неорганическом материале (в процессе, аналогичном «датированию по углероду»). Представляющим интерес изотопом является изотоп ¹⁴С, который часто образуется в верхних слоях атмосферы Земли. ¹⁴С разлагается радиоактивно. Поскольку ¹⁴С постоянно образуется в атмосфере, отношение ¹⁴С к ¹²С в атмосфере является относительно постоянным. Однако в том случае, когда ¹⁴С связывается в скальных породах или минералах, или в ископаемом топливе, таком как нефть, количество ¹⁴С постепенно снижается. Таким образом, в соответствии с изобретением разработано поглощающее изделие, в котором неорганический материал, содержащий углерод, имеет отношение ¹⁴С/¹²С, составляющее 1×10 ^-13 или более, предпочтительно 3×10^-13 или более, более предпочтительно 5×10^-13 или более. Дополнительные подробности, касающиеся отношения ¹⁴С/¹²С, и соответствующие методы его определения рассмотрены в документе US2007/0219521 и в приведенных в нем ссылочных материалах.

В том случае, когда неорганический материал представляет собой карбонат кальция, соответствующий способ получения данного материала из атмосферного СО₂ можно найти в WO1996/009248. Формула реакции для получения данного соединения CaCO₃ такова: CaSO₄ + H ₂O + CO₂ (атм.) CaCO₃ + H₂SO₄.

Неорганический материал по изобретению может находиться в одном или нескольких компонентах поглощающего изделия 10, указанных выше. То есть, он может находиться в верхнем листе 11, поглощающем теле 12 или заднем листе 13, или в более чем одном из данных компонентов. Неорганический материал обычно присутствует в виде частиц.

Неорганический материал по изобретению может находиться в пластиковой пленке. К полимерам, пригодным для изготовления пластиковых пленок, относятся полиалкены (например, полиэтилен, полипропилен или их смеси), сложные полиэфиры и полиамиды или их смеси. Источником полимера соответственно может быть возобновляемый источник (так называемые биополимеры). Подобные биополимеры будут оказывать дополнительное положительное воздействие на рассчитанные значения эквивалентов CO₂, выделяемых во время удаления или сжигания материалов и изделий по изобретению.

Пластиковые пленки, содержащие неорганический материал, известны в данной области техники, например, из US6576809, JP2000136254. Подобные пленки, как правило, изготавливают посредством добавления неорганического материала к расплавленному полимеру перед растягиванием или выдуванием полимера в пленку. Неорганический материал в подобных пленках придает пористость пленке. Неорганический материал может присутствовать в количестве 30-70% масс. в пленках по предшествующему уровню техники. В соответствии с изобретением неорганический материал может присутствовать в пластиковой пленке в количестве 2-80% масс., предпочтительно 5-70% масс. Если неорганический материал находится в пластиковой пленке, данная пластиковая пленка может присутствовать в верхнем листе 11 или заднем листе 13 изделия 10, предпочтительно в заднем листе 13. Следовательно, в соответствии с изобретением разработано поглощающее изделие 10, при этом поглощающее изделие 10 содержит пластиковую пленку, причем указанный неорганический материал находится в пластиковой пленке. Еще более предпочтительно, если задний лист 13 поглощающего изделия 10 по изобретению содержит ламинат, в котором пластиковая пленка по изобретению представляет собой один из слоев.

Неорганический материал по изобретению может находиться в синтетических волокнах. К полимерам, пригодным для изготовления синтетических волокон, относятся полиалкены (например, полиэтилен, полипропилен или их смеси), сложные полиэфиры и полиамиды, или их смеси. Как и в вышеуказанном случае пленки, источником полимера синтетических волокон может быть возобновляемый источник (так называемые биополимеры). Волокна могут представлять собой однокомпонентные, двухкомпонентные или многокомпонентные волокна. Волокна могут представлять собой непрерывные волокна или штапельные волокна. Синтетические волокна, содержащие неорганический материал, известны в данной области техники, например, из US 20090104831, US 4341213. Неорганический материал в подобных волокнах придает пористость и другие свойства волокнам. Неорганический материал может быть добавлен к полимеру, из которого изготавливают волокна, перед вытягиванием или дутьем волокон. Неорганический материал может присутствовать в синтетических волокнах по изобретению в количестве 2-40% масс., предпочтительно 5-25% масс. Синтетические волокна, содержащие неорганический материал по изобретению, могут быть отформованы в слой нетканого материала (например, в качестве части верхнего листа 11, заднего листа 13 или другого слоя) или могут быть размещены без скрепления в качестве части поглощающего тела 12. Следовательно, в соответствии с изобретением разработано поглощающее изделие 10, при этом поглощающее изделие 10 содержит синтетические волокна, и неорганический материал находится в синтетических волокнах.

В альтернативном варианте неорганический материал по изобретению может находиться в слое нетканого материала. Неорганический материал по изобретению может быть использован в сочетании с любой известной технологией получения нетканого материала и любыми составами волокон, известными в данной области техники. Например, неорганический материал может быть включен в структуру слоя нетканого материала во время его изготовления, например, посредством вмешивания неорганического материала в смесь волокон, из которой изготавливают слой нетканого материала, или посредством добавления неорганического материала в существующий слой нетканого материала. В отличие от размещения в самих синтетических волокнах, как в вышеприведенном случае, неорганический материал в данном случае захвачен между отдельными волокнами. Связующий материал может быть использован для включения неорганического материала в слой нетканого материала.

Неорганический материал по изобретению может присутствовать в поглощающем изделии 10 в одном или нескольких из компонентов поглощающего тела 12. Например, неорганический материал по изобретению может присутствовать в полимере со сверхвысокой поглощающей способностью (SAP), который представляет собой основной компонент поглощающих тел 12 современных поглощающих изделий 10. В альтернативном варианте неорганический материал может быть связан где-либо еще в поглощающем теле 12 поглощающего изделия 10.

В качестве дополнительной альтернативы неорганический материал по изобретению может быть просто размещен без закрепления внутри поглощающего изделия 10. Следовательно, он будет находиться в оболочке, образованной верхним листом 11 и задним листом 13.

В соответствии с изобретением также разработан способ изготовления поглощающего изделия 10. Способ включает следующие стадии:

а) вступление атмосферного СО₂ в реакцию с солью металла в присутствии воды для получения карбоната металла;

b) включение карбоната металла, полученного на стадии а), в указанное поглощающее изделие 10.

Соответственно, соль металла представляет собой сульфатную соль металла. Для случая сульфатной соли металла стадия а) данного способа рассмотрена более подробно в WO 1996/009248. В определенном случае, когда поглощающее изделие 10 содержит пластиковую пленку или синтетические волокна, способ включает дополнительные стадии:

b1) включение карбоната металла в указанную пластиковую пленку или синтетические волокна;

b2) включение указанной пластиковой пленки или синтетических волокон в указанное поглощающее изделие 10.

Все признаки поглощающего изделия 10, его компоненты и неорганический материал, описанные выше, с равным успехом применимы в способах по настоящему изобретению. В частности, карбонат металла, используемый в вышеуказанных способах, может представлять собой карбонат кальция. Пластиковая пленка или синтетические волокна могут быть включены в любой соответствующий компонент поглощающего изделия 10. В частности, пластиковая пленка может быть включена в задний лист 13 поглощающего изделия 10.

Изобретение было описано в связи с рядом вариантов осуществления и фигур. Однако изобретение не следует рассматривать как ограниченное данными вариантами осуществления, но, напротив, объем изобретения определяется приложенной формулой изобретения.

Вычисления углеродного следа

Были выполнены расчеты для CaCO₃, полученного из CaSO₄ и атмосферного СО₂ согласно уравнению:

CaSO₄ + H₂O + CO₂ CaCO₃ + H₂SO₄

1 моль CO₂ дает 1 моль CaCO₃. Молекулярная масса составляет 80 г/моль для CaCO₃ и 44 г/моль для CO₂.

Для производства 1 кг CaCO ₃ требуется 0,55 кг CO₂, и в расчетах предполагается, что при производстве 1 кг CaCO₃ потребляется эквивалент 0,5 кг CO₂. Потребление было аппроксимировано до эквивалента 0,5 кг CO₂, поскольку существует вероятность того, что малые количества CO₂ будут образовываться в ходе процесса.

Поскольку CaSO₄ представляет собой отходы других процессов в промышленном производстве, производство данного материала не добавляет никакого дополнительного количества CO₂.

Выполнены сравнения с CaCO ₃, который добывают из земли. Сам процесс добычи имеет определенный углеродный след.

Другие величины взяты из нижеуказанных ссылочных материалов:

Производство полипропилена (РР) и полиэтилена (РЕ):

Plastics Europe (March 2005) | Boustead, Eco-profiles of the European Plastics Industry

Производство CaCO₃ :

Ecoinvent Data v.2.0 (2007), Kellenberger D. et al. Life Cycle Inventories of Building Products, Ecoinvent Report № 7.

Переработка отходов:

Ecoinvent Data v.2.0 (2007), Doka G. Life Cycle Inventories of Waste Treatment Services, Ecoinvent Report № 13.

Примеры сравнительных вычислений

Пример 1 - Гранулы полимера

Эквиваленты CO₂ были подвергнуты оценке в отношении производства гранул полимера. Другими словами, «ворота» в данном примере рассматриваются как производство готовых гранул полимера.

Важно принять во внимание то, что проиллюстрированные величины для полимеров характеризуются отсутствием увеличения количества CO₂ при преобразовании гранул полимера в пленку или нетканый материал. Преобразование гранул полимера в пленки и волокна и изготовление изделия могут дать разные эквиваленты CO₂ в зависимости от того, насколько эффективными являются линии по преобразованию и источник энергии, используемый для производства. Как экструзия пленки, так и формование волокон для производства нетканого материала в значительной степени зависят от производственной установки, технологии и источника энергии (которые различаются в разных странах). При производстве нетканых материалов потребление энергии дает увеличение СО₂ , составляющее 0,7-1,4. Экструзия пленки, возможно, дает несколько меньшее увеличение, поскольку температура процесса ниже. Следовательно, данная величина не была добавлена, поскольку предполагается, что все сопоставимые пленки будут иметь приблизительно одинаковые величины в случае их изготовления в одном и том же месте посредством одного и того же оборудования. Будет иметь место эффект в виде относительных значений для разных пленок в выраженном в процентах уменьшении эквивалентов CO₂.

Расчеты для производственного цикла базируются на производстве гранул полимера. Были исследованы разные возможности удаления отходов: сжигание и удаление на мусорную свалку. Эти данные показаны в таблице 1.

Таблица 1 Рассчитанные эквиваленты СО2 для производственного цикла изготовления гранул различных полимеров и возможных вариантов удаления отходов
	производство эквивалент СО 2/кг	сжигание эквивалент СО 2/кг	мусорная свалка эквивалент СО2/кг
грануляты полиэтилена	2,06	3,01	0,11
грануляты полипропилена	1,94	3,01	0,11
добытый CaCO3	0,02	0,44	0,11
CaCO 3 из атмосферного СО2	-0,50	0,44	0,11

Пример 2 - Полимерные пленки

Были выполнены оценки для производственного цикла и полного жизненного цикла в случае производства пленки, при этом в данных оценках проводилось сравнение между гранулами из чистого полиэтилена и гранулами полиэтилена, наполненными 50% CaCO₃, и гранулами полиэтилена по изобретению, наполненными 50% CaCO₃, полученного из атмосферного СО₂ . Считается, что 50% наполнителя будет рациональным количеством с точки зрения технологического процесса.

Были выполнены оценки для 100%-го сжигания, 100%-го удаления на мусорную свалку и 70%-го удаления на мусорную свалку/30%-го сжигания (типовое соотношение при удалении отходов в Европе). Результаты показаны в таблице 2. Поразительный эффект состоит в том, что уменьшение углеродного следа больше, чем процентное содержание наполнителя при варианте 70/30, при этом было получено снижение на 55% по сравнению с полиэтиленом. Это обусловлено тем, что диоксид углерода СО₂ будет «связан» на мусорной свалке. Имеет место снижение следового СО₂ на 16% по сравнению с полиэтиленовой пленкой, наполненной карбонатом кальция CaCO ₃, который был добыт из геологического источника.

Таблица 2 Приведенные в качестве примера результаты вычислений для эквивалентов СО 2 для производственного цикла изготовления различных пленок
Пленка	Производ-ственный цикл эквивалент СО2/кг	Полный жизненный цикл сжигание	Полный жизненный цикл мусорная свалка	Полный жизненный цикл 70/30 мусорная свалка/ сжигание
Полиэтилен	2,06	5,06	2,17	3,04
полиэтилен, наполненный 50% добытого СаСО3	1,04	2,76	1,15	1,63
полиэтилен, наполненный 50% СаСО 3 из атмосферного СО2	0,78	2,50	0,89	1,37
Снижение количества эквивалентов СО2 для пленки из полиэтилена, наполненного 50% СаСО3 из атмосферного СО2 , по сравнению с пленкой из	%
полиэтилена	62	51	59	55
полиэтилена, наполненного 50% добытого СаСО3	25	9	23	16

Пример 3 - Полимерные волокна

Аналогичные оценки были выполнены для полимерных волокон, наполненных CaCO₃. Были оценены значения для полипропиленовых волокон (РР). Данные показаны в таблице 3. Было оценено, что 20% наполнителя будет рациональным количеством с точки зрения технологического процесса. Оцененное снижение на 20% количества эквивалентов СО₂ на кг может быть получено при использовании 20% CaCO₃ в качестве наполнителя согласно изобретению по сравнению с волокнами из чистого полипропилена.

Таблица 3 Приведенные в качестве примера результаты вычислений для эквивалентов СО 2 для производственного цикла изготовления различных волокон
Волокна	Производ-ственный цикл эквивалент СО2/кг	Полный жизненный цикл сжигание	Полный жизненный цикл мусорная свалка	Полный жизненный цикл 70/30 мусорная свалка/ сжигание
полипропилен	1,94	4,94	2,04	2,84
полипропилен, наполненный 20% добытого СаСО3	1,56	4,05	1,67	2,38
полипропилен, наполненный 20% СаСО 3 из атмосферного СО2	1,45	3,94	1,56	2,27
Снижение количества эквивалентов СО2 для волокон из полипропилена, наполненного 20% СаСО3 из атмосферного СО2 , по сравнению с волокнами из	%
полипропилена	25	20	24	20
полипропилена, наполненного 20% добытого СаСО3	7	3	6	4

Несмотря на то, что вышеприведенные вычисления были выполнены на основе CaCO₃, изобретение, само собой разумеется, не ограничено CaCO₃. Аналогичные расчеты могут быть выполнены для других неорганических материалов, полученных из атмосферного СО₂.