專利名稱：聚酰胺塑料和用其保存生物廢料的方法
技術領域：
本發明涉及一種固體顆粒狀的尿素甲醛泡沫聚合物，它在處理通常貯存在室內的生物廢料上有用，即通過緩慢而連續地釋放一定量的甲醛而發揮作用，其釋放出來的量，既對微生物有毒性，但又不會對人類產生危害。
由于本身固有的令人討厭的臭味，在保存生物廢料中存在一個嚴重的問題，這個問題是由于廢料的細菌侵襲以及在與這些廢料接觸過的人和動物身上疾病的快速傳播的可能而產生的。
當生物廢料，如動物和人的糞便、血液、切割下來的組織或器官、用過的繃帶、注射器、死了的動物尸體或食品廢物，不時地在各種各樣的場所產生，同時，在醫院、治療人和動物的醫療場所、醫生的辦公室、實驗室、餐館和食品加工廠中進行的各種工序中通常地產生生物廢料。
由于這些廢料的疾病快速傳播的可能、令人討厭的氣味以及其外觀形狀，使得保存它們和用環境可接受的方式來處理它們，已經變得困難和/或昂貴。在處理這些廢料過程中，從扎破的容器中泄漏出來的廢料也會引起公害。有些廢料，如液體廢料，還不能用掩埋的方法處置，因此，只能用非常昂貴的方法，如焚化法來處理它們。
當醫療廢料由于被致病組織或毒素可能沾污而要被處理時，會出現一種非常危險的情況。人們尤其關注的是會有人類血液的廢物，因為它可能被病菌沾污，尤其是人類免疫缺乏的病毒(HIV)，它是引起獲得性免疫缺乏病(愛滋病)的原因。
眾所周知，甲醛在工藝中作為一種消毒劑具有潛在的殺菌，殺真菌和病毒的作用，在相當高的濃度時，它的蒸氣會使人的粘液隔膜發炎，當濃度再高時，人就會受不了。然而，一種人在相當靠近的地方用持續低濃度的甲醛溶液處理生物廢料的方法還沒有找到，即這種甲醛溶液的濃度對微生物有效，但又不會危害人類。
長期以來，人們覺得需要一種簡單便宜的處理無害生物廢料的方法。由于美國海灘被醫療廢物的嚴重公共污染，這一問題近來已經得到了重視。由于嚴重的公共污染這一原因，因為害怕可能與這些含有病菌尤其是人類免疫缺乏的病毒(HIV)的廢物相接觸，人們對這些海灘已經避而遠之。
在現有技術中已知一些抗菌劑，包括甲醛，然而，或是由于經濟的原因，或是由于它們對它們接觸的人和動物產生有害的影響，覺得將它們用來衛生地處置生物廢料還不合適。
制備聚酰胺塑料(aminoplast)樹脂的方法在已有技術中已公知。例如在美國專利2,860,856中描述的Isochaum工藝的方法中，先制備一個起泡劑溶液與空氣的混合物，再與液態的合成樹脂如預凝結的尿素和甲醛相混合，通過在該樹脂中加入固化催化劑，使泡沫固化。這種催化劑可以是乙二酸和磷酸，在泡沫從設備中噴出之前，將催化劑加在泡沫中，從而泡沫很快固化和變硬。
美國專利4,107,105揭示了一種通過將葡萄糖/果糖或蔗糖摻雜在組合物中，以減小上述聚酰胺塑料泡沫收縮性的方法。
Kramer在美國專利4,421,788中揭示了另一種方法，其中，尿素甲醛塑料泡沫在高壓下，從一個狹縫噴咀中噴出，將泡沫粉碎成分散的顆粒，這些顆粒在高速下形成一個被泡沫包覆的表面，這樣制得的塑料泡沫對于覆蓋掩埋的表面密封該表面都特別有用。
本發明提供了一種在衛生條件下保存生物廢料的新穎方法，該方法包括以下步驟(1)制備一種含有未反應的甲醛這樣一種潮濕的尿素甲醛聚酰胺塑料泡沫，(2)將聚酰胺塑料泡沫粉碎成直徑在0.5-20毫米范圍內的顆粒，(3)將上述顆粒存放在一個隔離的密封環境中，直到準備使用，以及(4)在一個裝有或打算裝有生物廢料的容器中，供給所需數量的上述顆粒，上述顆粒的量要使得所生成的甲醛濃度能夠抑制在上述廢料上微生物的生長。
本發明還提供了另一種在衛生條件下貯存生物廢料的新穎方法，該方法包括以下步驟(1)制備一種含有未反應的甲醛這樣一種潮濕的尿素甲醛聚酰胺塑料泡沫；(2)將新制成的聚酰胺塑料泡沫粉碎成直徑在0.5-20毫米范圍內的顆粒；(3)將上述顆粒貯存在一個隔離的密封容器中，以及(4)當需要時，將上述顆粒投放到一個裝有或打算裝生物廢料的容器中，上述顆粒的量要使得所產生的甲醛的濃度能夠抑制在上述廢物上微生物的生長。
本發明所采用的一個制備聚酰胺塑料泡沫的最佳方法使用了(i)一種尿素和甲醛的水溶液，或者加重量4-12％果糖的改型的羥甲基脲或二羥甲基脲的水溶液，(ii)其量可起到催化作用的酸催化劑，以及(iii)一種合適的發泡劑，將上述水溶液在壓力為100-150P.si下與氣體混合在一起，制成潮濕的能固化的塑料泡沫。
最好將用步驟(1)的方法制成的聚酰胺塑料泡沫制成一厚板，并在該泡沫固化成一固體時，使其維持在水和甲醛的損失被減少至最小的狀況下。我們發現6-12英寸厚的厚板是特別合適的，在一個塑料板上制成這種厚板，并用另一個相同的塑料板覆蓋在它上面，這是將揮發損耗減小至最小的最佳方案。
最佳的酸催化劑是磷酸或乙二酸。
本發明最好的潮濕塑料泡沫顆粒是含有重量0.05-1.0％未反應的甲醛塑料泡沫。
本發明的一個目的是提供一種尿素甲醛濕的聚酰胺塑料泡沫的小顆粒，最好的聚酰胺塑料泡沫顆粒是那些直徑在0.5-20mm之間的顆粒，尤其特別好的是1-10mm之間的顆粒。
本發明的另一個目的是提供一種潮濕的顆粒狀的尿素甲醛聚酰胺塑料泡沫，這種泡沫對于在衛生條件下存放廢物組織、器官、繃帶、用過的注射器、體內液體包括血、動物的糞便或死亡的動物尸體是有用的。一個尤其最好的這種用途是在處理之前，在衛生條件下存放體內液體，特別是血液。
本發明還有一個目的是在對人無害的條件下提供一種衛生地管理生物廢料的經濟方法。
本發明的另一個目的是提供一種充分減小或消除通常從生物廢料上發出的令人討厭的氣味的方法，這種氣味是由于微生物的新陳代謝的不良氣味產物的形成而引起的。
本發明的另一個目的是提供一種用足夠量的顆粒從上述廢料中吸收液體的方法。
本發明的另一個目的是提供一種非液態的生物廢料，這種生物廢料中含有本發明的顆粒狀的聚酰胺塑料泡沫，這種生物廢料適用于土地掩埋的方法處理，而不要用相當昂貴的方法，如焚化來處理。
本發明還有一個目的是提供一種方法，這種方法是生物廢料和容易受到高溫和高濕度影響的顆粒狀聚酰胺塑料泡沫共同處置，后者通過尿素甲醛聚酰胺塑料的分解，會生成附加的甲醛氣體。例如，在土地掩埋中的上述聚酰胺塑料泡沫和生物廢料的混合物。受到溫度40℃，或者更高些時，相對濕度90％就會引起聚酰胺塑料分解，釋放出甲醛和尿素，所產生的甲醛將繼續對任何與該廢料接觸的微生物滅活性。
長期以來，生物廢料在被處理，如焚化或在土地掩埋中拋棄之前，其存放一直是一個問題，這些廢料通常是由醫院、診所、作醫學研究的實驗室、內科醫生、牙科醫生和獸醫的辦公室，以及餐館和食品加工廠產生的。如果讓這些廢料在普通條件下存放，那么在這些廢料上的微生物的生長會很快，從而產生一種在外觀和氣味上令靠近該廢料的人常常感到討厭的副產品，這些廢料還是潛在的致病生物體源，它們對動物和人能引起疾病或傳染。
醫務人員都懂得由于不衛生地處理生物廢料，會傳播各種各樣的潛在疾病。在這方面尤其令人憂慮的是含有人體血液的生物廢料，因為它可能含有導致愛滋病的人體免疫缺乏的病毒(HIV)。
本發明提供了一種新穎獨特的使生物廢料減少傳染的方法，該方法是通過用適量的含有大約0.05-1％的未反應甲醛的泡沫顆粒來處理該廢料，以減少或消除其中所含的微生物。從泡沫顆粒中放出的甲醛氣體將存留在容器中，因為甲醛的密度(d＝1.067)比空氣的密度(d＝1.000)高。
此外，在這種處理過程中，從廢物容器中泄漏的甲醛的量是很少的，并且不會對人造成危害。空氣中的甲醛分子是不穩定的，擱置的壽命很短(幾小時-幾天)。它們容易分解成水和二氧化碳，對人不再有危害。通常用作這種廢物的容器是塑料袋，用聚乙烯或聚丙烯做的，或者重塑料或金屬桶或金屬筐。
一種通常使用的這種容器是放在合適的紙板容器內的紅色聚乙烯袋，醫學上的慣例經常使用紅色塑料袋，以此將所裝的這種廢料同其他廢物區別開來。
這里使用的術語“衛生”意思是指微生物如在生物廢料中存在的各種細菌，真菌和病毒基本上不大長，或大量的上述微生物被殺死。因此，也基本上消除了廢物的腐爛以及由此產生的難聞臭味和不好看的外觀。“衛生”一詞不是指其他令人討厭的廢物，如由于其自身不能分解和令人討厭的化學特性，就其化學成分而言，將被認為是安全的。
“聚酰胺塑料(aminoplast)”對本技術領域的人員來說是眾所周知的。它是一種由胺或氨水與乙醛反應制得的一種熱凝聚酰胺塑料樹脂。此處所用的“聚酰胺塑料”是指由尿素、甲醛或尿素和甲醛的預聚物制成的樹脂，如果需要還可用果糖對其進行改型。所說的預聚物的例子是羥甲基尿和二羥甲基尿。
如Bauer在美國專利2,860,856，Korf在美國專利4,107,105以及Kramer在美國專利4,421,788中所描述的方法，來制備可用來提供本發明所需要的顆粒狀泡沫的聚酰胺塑料。最好使用在氣體壓力至少為100p.s.i時所制得的聚酰胺塑料泡沫。最佳的這種壓力范圍是100-160p.s.i，最佳的氣體是空氣和氮氣，而且考慮到經濟的原因，空氣尤其更加可取。
如上所述，該最佳方法采用了一催化劑量的某種酸催化劑。雖然本專業的技術人員對這類的催化劑是知道的，但最佳的催化劑是磷酸和乙二酸。此外所用的“催化劑量”一詞是指催化劑的重量占樹脂重量的大約0.2-2.0％。
在本發明中，我們意外地發現，使用適量的增塑劑和果糖，可以得到一種能快速固化的泡沫塊。這種固化了的泡沫塊在經過格棚或研磨后，可不費力地得到一種顆粒狀固體，這種顆粒狀固體含有重量為0.05％-1％的未反應甲醛。果糖增塑劑的量，最好占樹脂重量的4-12％，最佳范圍是7-10％。
本專業技術人員將知道大量適合于本發明生產聚酰胺塑料泡沫，并且在商店里可以買到的起泡劑。這種合適的起泡劑的例子有烷基萘磺酸鈉。
通常，將用上述方法生產出的聚酰胺塑料泡沫制成大約3-18英寸厚的厚板，最好是6-12英寸。為防止濕度和甲醛的損失，要將其蓋包起來，使其大約在1-24小時內固化。然后將固化了的泡沫切割成小塊，經過粉碎或篩選就得到了所希望的顆粒狀泡沫。最方便的方法是用金屬絲網粗眼篩來過篩該泡沫塊。
我們還發現，泡沫顆粒最好保存在隔離密封的環境中，直到要使用時，再拿出來，或者把本發明的那些聚酰胺塑料泡沫顆粒在投放到廢物容器之前，將其貯存在水與甲醛的流失被減至最小值的環境中。因此，最好還是將泡沫顆粒貯存在密閉的容器中。適宜的容器是密封的塑料袋，如用聚乙烯、聚丙烯或其混合物制成的塑料袋。能緊緊地密封的剛性塑料或者一些金屬盒或罐等類似物也可以使用，在這方面，我們發現，潮濕的聚酰銨塑料泡沫顆粒比那些已經失去了大部分水分的這種顆粒吸收液態廢物要快得多。
使用含有甲醛的本發明的顆粒狀泡沫，其用量應該對抑制生物廢料中微生物的生長合適。這里所用的“抑制微物生物生長”一詞指的是，存在的微生物基本上被滅活性，或者被殺死，或者能在不產生令人討厭的氣味的情況以下貯存。本專業技術人員都知道，所需要的聚酰胺塑料泡沫顆粒的量在不同的情況下是不一樣的，這取決于顆粒的類型和生物廢料的量，以及生物廢料與上述泡沫顆粒接觸時的狀況。然而，一般的原則是，足夠基本上吸附生物廢料中出現的濕氣以及用大約1-3厘米厚的覆蓋層覆蓋生物廢料的泡沫顆粒量將會是足夠的。當然，在某些情況下，所需的聚酰胺塑料泡沫顆粒的量要比這多得多或少得多。然而，各種情況所需要的這種泡沫顆粒的量對本專業的技術人員來說是容易知道的，這可以通過對某一給定的生物廢料重復進行處理來獲知。
在生物廢物的處理方面，本發明的潮濕的固體顆粒狀聚酰胺塑料泡沫有很多種使用方法。例如，當馬上用聚酰胺塑料泡沫顆粒來處理外科上切割下來的器官、組織或血液時，在室溫下，這些生物廢料可以被貯存1-10天或更長時間，而不會產生明顯的惡臭味和極少腐爛。在室溫下，一般貯存這種廢物在幾個小時之內，就會產生惡臭味和明顯的腐爛。
如果打算要把生物廢料，如死了的動物尸體、器官或組織存放幾小時以上的話，就必須把它們冷凍或冷藏起來，以避免腐爛等。使用本發明的顆粒狀聚酰胺塑料泡沫，在室溫下就可以將生物腐料貯存更長的時間，而不產生臭味或腐爛。
如上所述，本發明的方法在處理含有廢物的血液，以便殺死HIV病毒方面也是有效的。當然，也可以殺死其他的病毒，和引起皰疹和肝炎傳染的病毒。
下面用實施例來說明本發明。
實施例1把一個裝有50加侖(189升)的尿素甲醛樹脂預聚物和占樹脂重量7％的果糖的55加侖(208升)大小的圓桶中的東西，與51.5加侖(199升)的起泡劑混合在一起，在100p.s.i(293Kg/cm2)下，壓縮空氣使該兩部分膨脹成一泡沫，該泡沫的重量接近每立方英尺重2.51bs。通過將2.5加侖(9.5升)的濃縮物，50加侖(189升)的濃縮物和50加侖(189升)的自來水混合在一起，來制取該起泡劑。起泡劑濃縮物中含有市售的烷基萘磺酸鈉和101bs(4.54K9)的磷酸催化劑(占樹脂重量2％的磷酸)。
借助由Kramer在美國專利4,421,788中公開了的帶有一桿(wand)的泡沫噴射器，在一個塑料板(5密耳厚，12×50英尺)上澆注一個6-12英寸(15-30cm)厚的泡沫板，然后在其上覆蓋上另一個塑料板，使其固化一夜。將固化好的泡沫切割成大約12×12×18英寸(30×30×45cm)的方塊，將這些方塊放在一個金屬絲粗網眼篩上進行磨篩，該篩子是安裝在有一開口的清潔的55加侖大小的圓桶上的。該金屬絲網眼大小為0.375-0.5英寸(9.5-12.7mm)，將這種制好的濕的聚酰胺塑料泡沫顆粒迅速放到一個1加侖(3.51)的聚乙烯口袋中，將袋子扎緊，形成了一個密閉容器。這種小顆粒的直徑在大約1-10mm之間，其中含有重量為0.35％的未反應甲醛。該泡沫中所含的濕度是重量的75％。
實施例2在一個獸醫院，一只懷孕的母貓被進行了卵巢切除手術，這其中切除了6個胎子和該母貓的子宮。胎子、子宮以及有關的廢物和血都被放到一個紅的塑料袋中，然后再在塑料袋中加一大把上述聚酰胺塑料泡沫顆粒。這些小顆粒足夠吸收該廢物表面上出現的液體，并且產生一個薄的顆粒覆蓋層(大約5-10mm厚)。用繩子將袋子系住使袋子密封，并在室溫下保存7天，再打開袋子發現沒有惡臭味，廢物只有一點腐爛的跡象。與此相反，當把一個類似的廢物存放24小時，而不加這些聚酰胺塑料顆粒時，在類似的狀況下，出現了強烈的惡臭味和很明顯的腐爛。
實施例3在同一個獸醫院中，將一個劇烈腹瀉的狗的帶有臭味的排泄物放入一個簾狀罩下的容器中，用上述聚酰胺塑料顆粒將排泄物覆蓋住，形成了一個3-6mm厚的覆蓋層，該液態廢物基本上被吸收了，幾分鐘以后臭味就消失了。在室溫下存放一夜，容器中的廢物仍沒有臭味。
實施例4在獸醫院和醫療研究實驗室中的一般情況下，死了的動物在處理之前都是在冷凍下貯存，以避免產生令人討厭的惡臭和腐爛。當將一只死貓裝入一紅色塑料制成的廢物處理袋中，并用一層上述聚酰胺塑料泡沫顆粒覆蓋住時，在室溫下(23℃)貯存24小時，沒有發現明顯的腐爛或惡臭味。
當用各種死了的動物，包括狗、老鼠和倉鼠，重復上面的實驗時，結果會基本上一樣。
實施例5在一個動物火葬場，在火化之前，一只死狗在室溫下已經在一個敞開的55加侖大小的圓桶中貯存了幾天。這只死狗已經出現了令人討厭的臭味，而且也已腐爛。當用一層厚度為2或3英寸的塑料泡沫顆粒覆蓋在該死狗身上時，該臭味就會消失。
實施例6在醫院用一端敞開的放在一硬紙盒內的紅色塑料廢物處理袋(床袋)來處理醫療廢物。這些袋子放在每一個病人的床邊。病人將一天中的醫療廢物，包括繃帶、用過的注射器、用過的毛巾和餐巾以及類似物都裝進該床袋中，每天取走該床袋去處理掉。
當在每一個袋中投放一或二把這種實施例1中所說的潮濕的聚酰胺塑料泡沫時，這些袋子可以在床邊存放兩天，而不產生令人討厭的臭味或難看的外觀。
這里所用的術語和措詞用來作為本說明書的范圍，但是，應當知道各種各樣的變換是可能的。
也可以認為，打算用下面的權利要求來覆蓋本發明所描述的所有普遍和特殊的技術特征，以及本發明范圍的所有描述，只是由于語言上的原因，本發明范圍的所有描述可能有些遺漏。
權利要求
1.一種在衛生條件下保存生物廢料的方法，它包括以下步驟(a)制備一種含有未反應甲醛的潮濕的尿素甲醛聚酰胺塑料泡沫，(b)將該聚酰胺塑料泡沫粉碎成直徑在0.5-20mm范圍內的顆粒。(c)直到要使用之前，將上述顆粒存放在一個隔離的密封環境中，以及(d)在一個裝有或打算裝有生物廢料的容器中，投放所需數量的上述顆粒，上述顆粒的量要使得所生成的甲醛能夠抑制在上述廢物上的微生物生長。
2.如權利要求1所述的方法，其中在步驟(a)中，所述的聚酰胺塑料泡沫是由以下東西制成的(i)一種尿素和甲醛、羥甲基脲、二羥甲基脲，或用重量為4-12％的果糖改型的羥甲基脲或二羥甲基脲的水溶液，(ii)其量能起到催化作用的一酸催化劑，以及(iii)一種合適的發泡劑，在壓力為100-150p.s.i下，將上述水溶液與一氣體混合，就生成了一潮濕且可硬化的塑料泡沫。
3.如權利要求2所述的方法，其中把上述所生成的濕的泡沫制成一厚板，并在泡沫固化成固體時，使其維持在可使水和甲醛的損失被減至最小的狀況下。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述厚板的厚度為6-12英寸，并用塑料板覆蓋在該厚板上，使得水和甲醛的損失能減至最小。
5.如權利要求2所述的方法，其中所述的酸催化劑是磷酸或乙二酸，所述果糖的重量為7-10％。
6.如權利要求2所述的方法，其中所述顆粒的直徑為1-10mm。
7.如權利要求2所述的方法，其中上述濕的塑料泡沫含有重量為0.05-1％的未反應甲醛和60-80％的水。
8.如權利要求7所述的方法，其中上述濕的塑料泡沫中含有重量為0.1-0.5％的未反應甲醛和70-80％的水。
9.如權利要求1所述的方法，其中所述的生物廢料是指包括動物組織，動物器官、繃帶、用過的注射器，身體中的液體和身體的排泄物中的任意一種。
10.如權利要求9所述的方法，其中所說的動物是指人。
11.如權利要求10所述的方法，其中所說的廢料是指身體中的一種液體。
12.如權利要求11所述的方法，其中所說的身體中的液體是指血液。
13.按權利要求1方法中的步驟(a)和(b)制成的一種顆粒狀尿素甲醛聚酰胺塑料泡沫。
14.按權利要求2的方法制成的一種顆粒狀尿素甲醛聚酰胺塑料泡沫。
15.如權利要求1所述的方法，其中包括用足量的上述顆粒來吸收所說廢物中的液體這一步驟。
16.如權利要求2所述的方法，其中包括用足量的上述顆粒來吸收所說廢物中的液體的步驟。
17.一種在衛生條件下保存生物廢料的方法，包括以下步驟(a)制備一種含有未反應甲醛的潮濕的尿素甲醛聚酰胺塑料泡沫。(b)將該聚酰胺塑料泡沫粉碎成直徑為0.5-20mm顆粒。(c)將上述顆粒貯存在一個隔離的密閉容器內，以及(d)當需要時，將上述顆粒投放到一個裝有或打算裝生物廢料的容器中，投放的這種顆粒的量要使得所產生的甲醛的濃度能抑制微生物上述廢料上的生長。
18.如權利要求17所述的方法，其中步驟(a)中，所述的聚酰胺塑料泡沫的制備如下(1)一種尿素和甲醛、羥甲基脲、二羥甲基脲的水溶液，或用重量為4-12％的果糖改型的羥甲基脲和二羥甲基脲的水溶液。(2)其量可起到催化作用的酸催化劑，以及(3)一種合適的發泡劑，在壓力為100-150p.s.i下，將上述水溶液與一氣體混合在一起，制成一潮濕且可變硬的塑料泡沫。
19.如權利要求17所述的方法，其中包括用足量的上述顆粒來吸收所說廢物中的液體的步驟。
20.如權利要求18所述的方法，其中包括用足量的上述顆粒來吸收所說廢物的液體的步驟。
全文摘要
一種用于處理通常貯存在室內的生物廢料的固體顆粒狀尿素甲醛泡沫，它是通過緩慢而連續地釋放出一定量的甲醛來起作用的，其釋放出來的量，對微生物有害，而對人是無害的，這種泡沫可以吸收液體，所產生的固態廢物可以用土地填埋的方法來處理，消除廢物的臭味。
文檔編號A01N35/02GK1049359SQ90107079
公開日1991年2月20日 申請日期1990年7月12日 優先權日1989年7月12日
發明者弗里茨·克蘭馬 申請人:弗里茨·克蘭馬