用于从非三叶胶植物除去橡胶的方法

文档序号:3687288阅读:307来源:国知局
用于从非三叶胶植物除去橡胶的方法
【专利摘要】本文中提供用于从非三叶胶植物例如银胶菊灌木除去橡胶的基于有机溶剂的方法。通过使用所述方法,可获得固体的纯化的橡胶,其包含:0.05-0.5重量%污物、0.2-1.5重量%灰分、和0.1-4重量%树脂(当其已被干燥以包含0.8重量%挥发性物质时)。
【专利说明】用于从非三叶胶植物除去橡胶的方法
[0001] 相关申请的夺艾引用
[0002] 本申请要求如下的优先权和任何其它权益:2012年3月6日提交且题为 "PROCESSES FOR THE REMOVAL OF RUBBER FROM NON-HEVEA PLANTS(用于从非三叶胶 植物除去橡胶的方法)"的美国临时专利申请序列号61/607, 448,其全部公开内容通过 参考引入本文中;2012年3月6日提交且题为"PROCESSES FOR THE PURIFICATION 0F GUAYULE-CONTAINING S0LUTI0NS(用于纯化包含银胶菊的溶液的方法),,的美国临时专利 申请序列号61/607, 460,其全部公开内容通过参考引入本文中;2012年3月6日提交且 题为 "PROCESSES FOR THE REMOVAL OF BAGASSE FROM A GUAYULE-RUBBER CONTAINING SOLUTION(用于从包含银胶菊-橡胶的溶液除去渣的方法)"的美国临时专利申请序 列号61/607, 469,其全部公开内容通过参考引入本文中;2012年3月6日提交且题为 "PROCESSES FOR RECOVERING RUBBER FROM NON-HEVEA PLANTS USING BRIQUETTES(使用压 块从非三叶胶植物收取橡胶的方法)"的美国临时专利申请序列号61/607, 475,其全部公 开内容通过参考引入本文中;2012年3月6日提交且题为"AGED BRIQUETTES CONTAINING PLANT MATTER FROM NON-HEVEA PLANTS AND PROCESSES RELATING THERETO (经陈化的包 含来自非三叶胶植物的植物物质的压块和与其相关的方法)"的美国临时专利申请序列号 61/607,483,其全部公开内容通过参考引入本文中;2012年6月18日提交且题为"AGED BRIQUETTES CONTAINING PLANT MATTER FROM NON-HEVEA PLANTS AND PROCESSES RELATING THERETO (经陈化的包含来自非三叶胶植物的植物物质的压块和与其相关的方法)"的美国 临时专利申请序列号61/660, 991,其全部公开内容通过参考引入本文中;2〇12年6月1S曰 提交且题为"PROCESSES FOR THE REMOVAL OF RUBBER FROM NON-HEVEA PLANTS (用于从非 三叶胶植物除去橡胶的方法)"的美国临时专利申请序列号61/661,〇64,其全部公开内容 通过参考引入本文中;和题为 "PROCESSES FOR THE REMOVAL OF RUBBER FROM NON-HEVEA PLANTS(用于从非三叶胶植物除去橡胶的方法)"的美国临时专利申请序列号61/661,〇 52, 其全部公开内容通过参考引入本文中。

【背景技术】
[0003] 三叶胶(Hevea)植物或树(也称作巴西三叶胶树或橡胶树)是天然橡胶(也 称作聚异戊二烯)的众所周知的来源。橡胶来源例如巴西三叶胶树、金钱榕( Fifus elastic)(印度橡胶树)和橡胶紫茉莉(Cryptostegia grandiflora)(马达加斯加 I父藤 (rubbervine))产生皂形式的天然橡胶,其中橡胶悬浮在自由地流动的水性溶液中并且可 通过所述植物的敲打收取。还已知多种非三叶胶植物包含天然橡胶,但它们的橡胶存储在 所述植物(例如,茎、根或叶子)的单独的细胞内并且不能通过敲打得到,而是仅能通过用 物理或其它手段破坏细胞壁得到。因此,用于从非三叶胶植物除去橡胶的方法通常比用于 从三叶胶树收获橡胶的方法更加复杂和必要(entailed)。


【发明内容】

[0004] 本文中提供用于从非三叶胶植物除去橡胶的基于有机溶剂的方法。所述方法适合 用于实验室或试验工场中并可升级到被设计用于从非三叶胶植物收集大量的橡胶的商业 规模的工厂。
[0005] 在第一实施例中,提供增加从非三叶胶植物的橡胶收取率的方法。所述方法包括: (A)利用压块(briquette),其包括:(i)具有1. 5"或更小的平均尺寸的经压缩的切碎的 (chopped)植物物质,所述植物物质包括渣(bagasse)、橡胶、树脂和残余的水,和(ii)不 超过5重量%的来自非三叶胶植物的叶子,其中所述压块具有比未经压缩的植物物质的密 度高40-325%的密度;(B)使所述压块经历有机溶剂提取过程,由此使所述压块与至少一 种极性有机溶剂和至少一种非极性有机溶剂混合以形成包含0. 5-10重量%的水的浆料; 和(C)加工所述浆料以除去渣和树脂并收取包含在所述压块内的所述橡胶的至少95- 99重 量%。
[0006] 在第二实施例中,提供用于从银胶菊(guayule)植物除去橡胶的多步骤方法。在 该方法中,最初,利用包含如下的浆料:(i)来自银胶菊灌木的植物物质(其中所述植物物 质包括渣、橡胶和树脂),(ii)至少一种非极性有机溶剂和(iii)至少一种极性有机溶剂, 其中(ii)和(iii)以至少足以溶解来自所述植物物质的树脂和橡胶的量存在。所述浆料包 含10-50重量%的植物物质、50-90重量%的组合的(ii)和(iii)、和0.5-10重量%的来自 所述植物物质的水。从所述菜料除去所述禮:的大部分以产生油与溶剂混合物(miscella)。 任选地,将另外的极性有机溶剂、非极性有机溶剂或其组合(其各自可与在( a)的浆料中利 用的那些相同或不同)添加到所述油与溶剂混合物以形成降低粘度的油与溶剂混合物。添 加到所述油与溶剂混合物的任何另外的极性有机溶剂的量小于导致包含在所述降低粘度 的油与溶剂混合物内的橡胶凝固(coagulate)的量。接着,从所述油与溶剂混合物(由另外 的溶剂的添加得到的所述降低粘度的油与溶剂混合物或其渣的大部分已被除去的所述油 与溶剂混合物)除去渣的 8〇-%重量% (基于存在于所述降低粘度的油与溶剂混合物或其 渣的大部分已被除去的所述油与溶剂混合物中的渣的总重量)以形成纯化的油与溶剂混 合物。在该第二除去阶段中被除去的渣的大部分具有小于105微米的粒度。任选地,所述纯 化的油与溶剂混合物被进一步处理以除去另外的渣,由此产生包含〇. 01-1重量%的渣(基 于存在于所述浆料中的渣的总量)的澄清的(clarified)橡胶溶液;被除去的所述另外的渣 的90-99%具有大于45微米的粒度。增加在所述澄清的橡胶溶液内的或在所述纯化的油与 溶剂混合物内的与非极性有机溶剂相比的极性有机溶剂的相对量以导致其中包含的橡胶 凝固。由凝固的橡胶,产生固体的纯化的橡胶。该固体的纯化的橡胶使得当其包含0.8重 量%的挥发性物质时,其还包含0· 05-0. 5重量%的污物(dirt)、0· 2-1. 5重量%的灰分和 0· 1-4重量%的树脂。所述方法的多个方面在10-8〇°C的一种或多种温度(即,所述方法的 不同方面可在相同的温度下或在不同的温度下进行)和35-1000kPa的压力下进行。

【具体实施方式】
[0007]本文中提供用于从非三叶胶植物除去橡胶的方法。为了描述的方便,将所述方法 作为实施例描述;该术语的使用仅为了描述的方便且不应被解释为限于所公开的方法。 [0008] 定义
[0009] 如本文中所阐述的术语仅为了实施例的描述且不应被解释为总体上限制本发明。
[0010]如本文中所使用的,术语非三叶胶植物意欲包括这样的植物:其在所述植物的单 独的细胞内包含天然橡胶。
[0011]如本文中所使用的术语"渣,,用于指为不溶性的且因此被有机溶剂悬浮而不是溶 解的来自非三叶胶植物的经研磨的或切碎的植物物质的那部分。如本文中所使用的,渣应 理解为包括污物和灰分,除非另外说明。
[0012]如本文中所使用的术语"植物物质"意指由非三叶胶植物获得的材料。除非另外 说明,所述植物物质可包括根、茎、树皮、木质材料、髓、叶子和污物。
[0013]如本文中所使用的术语"木质材料,,意指由非三叶胶植物获得的维管组织和分生 组织材料。除非另外说明,木质材料不包括树皮。
[0014]如本文中所使用的术语"树皮"指的是存在于某些(特别是木质或灌木状的)非 三叶胶植物的茎和根上的坚钿的外壳且应被理解为包括在维管形成层外面的所有组织。并 非所有非三叶胶植物都包含树皮。
[0015]如本文中所使用的术语"树脂"意指存在于非三叶胶植物物质中的天然存在的非 橡胶化学实体,包括但不限于树脂(例如萜类化合物)、脂肪酸、蛋白质和无机材料。
[0016]如本文中所使用的术语"污物"(例如关于通过本文中公开的方法制造的固体的纯 化的橡胶所使用的)意指可与非三叶胶植物、特别是在收获时有关的非植物材料,例如土 壤、沙子、粘土和小石头。固体的纯化的橡胶中的污物含量可通过如下测定:将固体橡胶完 全再溶解并将溶液倾倒通过4 5微米筛。然后将所述筛用另外的溶剂清洗并干燥。保留在 所述筛上的材料的重量代表固体的纯化的橡胶的"污物,,含量。
[0017]如本文中所使用的术语"灰分"(例如关于通过本文中公开的方法制造的固体的纯 化的橡胶所使用的)意指在将橡胶在550°C ±25?下灰化之后残留的无机材料(即,不含 碳)。
[0018] 如本文中所使用的,术语"大部分"意指超过50%但小于100%。在某些实施例中, 术语意指51-60 %,和在另外的实施例中意指60-95 %。
[0019 ]如本文中所使用的,短语"挥发性物质"指的是在固体的纯化的橡胶的样品内 可能包含但将在100+/-5°c (或160+/-5°c,如果橡胶样品被怀疑包含挥发性烃油的 话)下挥发的非橡胶物质。用于测定橡胶样品内包含的挥发性物质的标准测试为 ASTM D1278-91(1997)〇
[0020] 方法
[0021] 在第一实施例中,提供增加从非三叶胶植物的橡胶收取率的方法。所述方法包括: (A)利用压块,其包括:⑴包括渣、橡胶、树脂、残余的水的具有1.5"或更小(例如,ι/g" 至1· 5"或更小,如下面进一步讨论的)的平均尺寸的经压缩的切碎的植物物质,和(ii)不 超过5重量%的来自非三叶胶植物的叶子,其中所述压块具有比未经压缩的植物物质的密 度高40-325%的密度;(B)使所述压块经历有机溶剂提取过程,由此使所述压块与至少一 种极性有机溶剂和至少一种非极性有机溶剂混合以形成包含0. 5_10重量%的水的衆料; 和(C)加工所述浆料以除去渣和树脂并收取包含在所述压块内的所述橡胶的至少 95-99重 量%。
[0022]在第二实施例中,提供用于从银胶菊植物除去橡胶的多步骤方法。(如下面所解释 的,在该方法的替代性实施例中,被利用的植物物质是来自不同于银胶菊植物的非三叶胶 植物。)最初,制备包含如下的浆料:(i)来自银胶菊灌木的植物物质(其中所述植物物质 包括渣、橡胶和树脂),(ii)至少一种非极性有机溶剂和(iii)至少一种极性有机溶剂。所 述浆料包含10_5〇重量%的植物物质、50-90重量%的组合的(ii)和(iii)、和〇· 5-10重 量%的来自所述植物物质的水。从所述浆料除去所述渣的大部分以产生油与溶剂混合物。 任选地,将另外的极性有机溶剂、非极性有机溶剂或其组合(其各自可与在( a)的浆料中利 用的溶剂相同或不同)添加到所述油与溶剂混合物以形成降低粘度的油与溶剂混合物。添 加到所述油与溶剂混合物的任何另外的极性有机溶剂的量小于导致包含在所述降低粘度 的油与溶剂混合物内的橡胶凝固的量。接着,从所述降低粘度的油与溶剂混合物或从其渣 的大部分已被除去的所述油与溶剂混合物除去80-%重量%的渣(基于存在于所述降低 粘度的油与溶剂混合物或其渣的大部分已被除去的所述油与溶剂混合物中存在的渣的总 重量)以形成纯化的油与溶剂混合物。(从所述降低粘度的油与溶剂混合物)除去的所述 渔的大部分具有小于105微米的粒度。任选地,所述纯化的油与溶剂混合物被进一步处理 以除去另外的渣,由此产生包含〇· 01-1重量%的渣(基于存在于所述浆料中的渣的总量) 的澄清的橡胶溶液;被除去的所述另外的渣的90-99%具有大于45微米的粒度。增加在所 述澄清的橡胶溶液内的或在所述纯化的油与溶剂混合物内的与非极性有机溶剂相比的极 性有机溶剂的相对量以导致其中包含的橡胶凝固。由凝固的橡胶,产生固体的纯化的橡胶。 该固体的纯化的橡胶使得当其包含〇· 8重量%的挥发性物质时,其还包含〇. 05-0. 5重量% 的污物、0. 2-1. 5重量%的灰分和〇· 1-4重量%的树脂。所述方法的多个方面在i〇-8(TC的 一种或多种温度(即,所述方法的不同方面可在相同的温度下或在不同的温度下进行)和 35-1000kPa的压力下进行。
[0023]在所述第二实施例的某些具体实施例中,在(b)中的渣的除去包括使用离心机。 在这样的方法中,最初,利用包含如下的浆料:(i)来自银胶菊灌木的切碎的植物物质(其 中所述植物物质包含渣、树脂和橡胶)和(ii)由至少一种非极性有机溶剂和至少一种极 性有机溶剂组成的共溶剂,其中(i)以10-50重量%的量存在(基于所述浆料的总重量), (ii)以5〇-90重量%的量存在(基于所述浆料的总重量)且所述至少一种极性有机溶剂 以10-40重量%的量存在(基于溶剂的总量)。(如下面所解释的,在该方法的替代性实 施例中,被利用的植物物质是来自不同于银胶菊植物的非三叶胶植物。)使所述浆料经历 离心以除去70-95重量%的渣(基于存在于所述浆料中的渣的总重量),由此产生油与溶 剂混合物。任选地,将另外的极性有机溶剂、非极性有机溶剂或其组合(其各自可与所述 浆料中的有机溶剂相同或不同)添加到所述油与溶剂混合物以形成具有低于200厘泊的 粘度的降低粘度的油与溶剂混合物。所添加的任何另外的极性有机溶剂的量小于导致包 含在所述降低粘度的油与溶剂混合物内的橡胶凝固的量。取决于被利用的离心机的类型, 当期望降低所述油与溶剂混合物的粘度时,可向进行所述提取过程的机器直接添加所述另 外的溶剂的一些或全部,使得离开所述提取过程的所述油与溶剂混合物为具有低于200厘 泊的粘度的降低粘度的油与溶剂混合物。接着,从所述降低粘度的油与溶剂混合物或从所 述油与溶剂混合物除去另外的渣,即80-95重量%的渣(基于存在于所述降低粘度的油与 溶剂混合物或其至少60重量%的渣已被除去的所述油与溶剂混合物中的渣的总重量)以 形成纯化的油与溶剂混合物。在该第二除去阶段中(即,从所述降低粘度的油与溶剂混合 物或从其至少60重量%的渣已被除去的所述油与溶剂混合物)除去的渣的大部分具有小 于105微米的粒度。任选地,所述纯化的油与溶剂混合物被进一步处理以除去另外的渣,由 此产生包含0.01-1重量%的渣(基于存在于所述浆料中的渣的总重量)的澄清的橡胶溶 液;(从所述纯化的油与溶剂混合物)除去的所述另外的渣的90-99%具有大于45微米的 粒度。然后增加在所述澄清的橡胶溶液内的或在所述纯化的油与溶剂混合物内的与非极性 有机溶剂相比的极性有机溶剂的相对量以使其中包含的橡胶凝固。然后将凝固的橡胶从所 述有机溶剂分离以产生固体橡胶。当该固体橡胶包含0· 8重量%的挥发性物质时,其还包 含0· 05-0. 5重量%的污物、0· 2-1. 5重量%的灰分和0· 1-4重量%的树脂。所述方法的多 个方面在l〇-8〇°C的一种或多种温度(即,所述方法的不同方面可在相同的温度下或在不 同的温度下进行)和35-1000kPa的压力下进行。
[0024]在所述第二实施例的某些具体实施例中,在(b)中的渣的除去包括使用提取倾析 器。最初,利用包含如下的浆料:(i)来自银胶菊灌木的切碎的植物物质(其中所述植物物 质包含渣、树脂和橡胶)和(ii)由至少一种非极性有机溶剂和至少一种极性有机溶剂组成 的共溶剂,其中(i)以10-50重量%的量存在(基于所述浆料的总重量),(ii)以50-90重 量%的量存在(基于所述浆料的总重量)且所述至少一种极性有机溶剂以10-40重量%的 量存在(基于溶剂的总量)。(如下面所解释的,在该方法的替代性实施例中,被利用的植 物物质是来自不同于银胶菊植物的非三叶胶植物。)使所述浆料经历提取倾析过程(例如, 提取倾析器)以除去60-95重量%的渣(基于存在于所述浆料中的渣的总重量),由此产生 油与溶剂混合物。任选地,将另外的极性有机溶剂、非极性有机溶剂或其组合(其各自可与 所述浆料中的有机溶剂相同或不同)添加到所述油与溶剂混合物以形成具有低于200厘泊 (例如,10- 2〇0厘泊)的粘度的降低粘度的油与溶剂混合物。所添加的任何另外的极性有 机溶剂的量小于导致包含在所述降低粘度的油与溶剂混合物内的橡胶凝固的量。取决于被 利用的提取过程的类型(例如,提取倾析器),当期望降低所述油与溶剂混合物的粘度时, 可向进行所述提取过程的机器直接添加所述另外的溶剂的一些或全部,使得离开所述提取 过程的所述油与溶剂混合物为具有低于200厘泊的粘度的降低粘度的油与溶剂混合物。接 着,从所述降低粘度的油与溶剂混合物或从所述油与溶剂混合物除去另外的渣,即80-95 重量%的渣(基于存在于所述降低粘度的油与溶剂混合物或其至少 60重量%的渣已被除 去的所述油与溶剂混合物中的渣的总重量)以形成纯化的油与溶剂混合物。在该第二除去 阶段中(即,从所述降低粘度的油与溶剂混合物或从其至少 60重量·%的渣已被除去的所述 油与溶剂混合物)除去的渣的大部分具有小于105微米的粒度。任选地,所述纯化的油与 溶剂混合物被进一步处理以除去另外的渣,由此产生包含〇· 01-1重量%的渣(基于存在于 所述浆料中的渣的总重量)的澄清的橡胶溶液;(从所述纯化的油与溶剂混合物)除去的 所述另外的渣的90-99%具有大于45微米的粒度。然后增加在所述澄清的橡胶溶液内的或 在所述纯化的油与溶剂混合物内的与非极性有机溶剂相比的极性有机溶剂的相对量以使 #中包含的橡胶凝固。然后将凝固的橡胶从所述有机溶剂分离以产生固体橡胶。当该固体 橡胶包含0· 8重量%的挥发性物质时,其还包含〇. 05-0. 5重量%的污物、0. 2-1. 5重量%的 灰分和0· 1-4重量%的树脂。所述方法的多个方面在l〇-8(TC的一种或多种温度(g卩,所述 方法的不同方面可在相同的温度下或在不同的温度下进行)和35-1000kPa的压力下进行。 [00 25] 在所述第二实施例的某些具体实施例中,在(b)中的渣的除去包括使用加压过 程。最初,利用包含如下的浆料:(i)来自银胶菊灌木的切碎的植物物质(其中所述植物物 质包含渣、树脂和橡胶)和(ii)由至少一种非极性有机溶剂和至少一种极性有机溶剂组成 的共溶剂,其中(i)以5-50重量%的量存在(基于所述浆料的总重量)和Qi)以50-95 重量%的量存在(基于所述浆料的总重量)且所述至少一种极性有机溶剂以10-35重量% 的量存在(基于溶剂的总量)。(如下面所解释的,在该方法的替代性实施例中,被利用的 植物物质是来自不同于银胶菊植物的非三叶胶植物。)用在多孔转筒(例如,螺旋压力机) 内的输送螺杆使所述浆料经历加压过程例如"脱水"过程以除去渣的51-60重量% (基于所 述浆料中的渣的总重量),由此产生油与溶剂混合物。在所述第三实施例的某些实施例中, 如下可为优选的:使所述渣经历超过一轮的加压(例如,通过螺旋压力机),其中另外的量 的共溶剂被添加到由第一次加压产生的渣压饼(bagasse presse cake),由此产生第二菜 料,其经历另一加压,其中两批液(liquor)(包含溶解的橡胶和树脂的液体)被合并以形成 油与溶剂混合物。任选地,将另外的极性有机溶剂、非极性有机溶剂或其组合(其各自可与 所述浆料中的有机溶剂相同或不同)添加到所述油与溶剂混合物以形成具有低于200厘泊 (例如,10-200厘泊)的粘度的降低粘度的油与溶剂混合物。所添加的任何另外的极性有 机溶剂的量小于导致包含在所述降低粘度的油与溶剂混合物内的橡胶凝固的量。接着,从 所述降低粘度的油与溶剂混合物或从所述油与溶剂混合物除去80-95重量%的渣(基于存 在于所述降低粘度的油与溶剂混合物或其渣的51-60%己被除去的所述油与溶剂混合物中 的渣的总重量)以形成纯化的油与溶剂混合物。在该第二除去阶段中(即,从所述降低粘 度的油与溶剂混合物或其渣的51-60%已被除去的所述油与溶剂混合物)除去的渣的大部 分具有小于105微米的粒度。任选地,所述纯化的油与溶剂混合物被进一步处理以除去另 外的渣,由此产生包含〇· 01-1重量%的渣的澄清的橡胶溶液(基于存在于所述浆料中的渣 的总重量);(从所述纯化的油与溶剂混合物)除去的所述另外的渣的90-99%具有大于45 微米的粒度。然后增加在所述澄清的橡胶溶液内的或在所述纯化的油与溶剂混合物内的与 非极性有机溶剂相比的极性有机溶剂的相对量以使其中包含的橡胶凝固。然后将凝固的橡 胶从所述有机溶剂分离以产生固体橡胶。当该固体橡胶包含0. 8重量%的挥发性物质时, 其还包含〇· 05-0. 5重量%的污物、0· 2-1· 5重量%的灰分和〇· 1-4重量%的树脂。所述方 法的多个方面在10_80°C的一种或多种温度(即,所述方法的不同方面可在相同的温度下 或在不同的温度下进行)和 35_l〇〇〇kPa的压力下进行。
[0026] 本文中还提供第三实施例,其中提供基于有机溶剂的方法用于纯化溶解的银胶菊 橡胶溶液,其包含:至少一种非极性溶剂、至少一种极性溶剂、溶解的银胶菊橡胶和最高达 5-20重量%的渣以及0· 5-10重量%的水(各自基于所述溶液的总重量)。(如下面所解释 的,在该方法的替代性实施例中,被利用的植物物质是来自不同于银胶菊植物的非三叶胶 植物。)所述方法(其在35-1000kPa的压力下进行)包括将所述溶液以500-3, 500的g力 离心以除去所述渣的至少90-99重量% (基于存在于所述溶液中的渣的总重量),由此产生 纯化的油与溶剂混合物。(从所述溶液)除去的渣的大部分具有小于105微米的粒度。然 后将所述纯化的油与溶剂混合物过滤以除去另外的渣和产生包含0. 01-1重量%的渣的澄 清的橡胶溶液(基于所述溶液中的渣的量);被除去的所述另外的渣的90-99% (从所述溶 液除去以形成所述澄清的橡胶溶液)具有大于45微米的粒度。
[0027] 本文中还提供第四实施例,其包括用于从包含银胶菊-橡胶的浆料除去渣的方 法。作为所述方法的一部分,利用包含如下的浆料:至少一种非极性有机溶剂、至少一种极 性有机溶剂、和来自银胶菊植物来源的植物物质。所述植物物质包括1-15重量%的溶解的 银胶菊橡胶、70-95重量%的渣和3-20重量%的溶解的树脂(如下面所解释的,在该方法的 替代性实施例中,被利用的植物物质是来自不同于银胶菊植物的非三叶胶植物。)在所述浆 料内,非极性和极性有机溶剂的总量为50-90重量% (基于所述浆料的总重量)且植物物 质的量为10-50重量% (基于所述浆料的总重量)。将所述浆料移到包括卸料阀的倾析器 型离心机(decanter centrifuge)中并使用所述离心机从所述浆料分离足够的渣以产生包 含如下的油与溶剂混合物:(i)比所述浆料少60-95重量%的渣(基于存在于所述浆料中 的渣的总量)和(ii) 1-10重量%的溶解的银胶菊橡胶。所述方法在35-1000kPa的压力下 进行。
[0028] 植物物质/渣的来源的类型
[0029] 如先前所提到的,根据本文中公开的第一实施例的方法以来自非三叶胶植物的 植物物质利用。还应理解,尽管关于利用银胶菊植物物质的使用详细描述了第二、第三和 第四实施例,但也可关于除银胶菊之外的某些非三叶胶植物利用第二、第三和第四实施例。 本文中提供的关于植物物质、包含植物物质的浆料、和包含与植物物质的橡胶和树脂分离 的渣的植物物质的制备的所有描述应理解为包括银胶菊植物物质(即,来自银胶菊灌木) 的使用,即使具体的解释未明确地说明银胶菊植物物质正被提到。优选地,使用来自银胶 菊灌木的植物物质利用本文中公开的方法。在第一实施例的某些实施例中和在本文中公 开的第二、第三和第四方法的某些实施例中有用的示例性非三叶胶植物包括,但不限于: 灰白银胶菊(Parthenium argentatum)(银胶菊灌木)、橡胶草(Taraxacum Kok-Saghyz) (俄罗斯蒲公英)、续随子(Euphorbia lathyris)(地鼠植物(gopher plant))、灰白毛银 胶菊(Parthenium incanum)(马里奥拉(mariola))、一枝黄(Chrysothamnus nauseosus) (金花矮灌木(rabbitbrush))、大果红雀珊瑚属(Pedi lanthus macrocarpus)(小烛 树(candililla))、叙利亚马利筋(Asclepias syriaca)、紫薇(speciosa)、锥叶属 (subulata)等(乳草属植物(milkweed))、北美一枝黄花(Solidago altissima)、硬禾叶植 物(graminifolia rigida)等(秋麒麟草属植物)、Cacalia atripilicifolia(苍白印度车 前草(pale Indian plantain))、Pycnanthemum incanum(山薄荷)、加拿大石蚕(Teucreum canadense)(美国石蚕属植物)和美国风铃草属(Campanula Americana)(高风铃草属植 物)。其它产生橡胶和橡胶状烃的植物是已知的,特别是在菊科、大戟科、結梗科、唇形科、和 桑科之中。当在本文中公开的方法的第一、第二、第三和第四实施例各自的某些实施例中从 植物物质除去橡胶时,考虑到利用一种类型的植物或超过一种类型的植物的混合物。优选 地,根据本文中公开的第一、第二、第三和第四实施例的每一个,被利用的植物物质是来自 银胶菊灌木。
[0030] 在本文中公开的方法的某些实施例中,所述非三叶胶植物物质由如下的至少一种 获得:灰白银胶菊(银胶菊灌木)、橡胶草(俄罗斯蒲公英)、续随子(地鼠植物)、灰白毛 银胶菊(马里奥拉)、一枝黄(金花矮灌木)、大果红雀珊瑚属(小烛树)、叙利亚马利筋、 紫薇、锥叶属等(乳草属植物)、北美一枝黄花、硬禾叶植物等(秋麒麟草属植物)、Cacalia atripilicifolia(苍白印度车前草)、Pycnanthemum incanum(山薄荷)、加拿大石蚕(美 洲石蚕属植物)和美国风铃草属(高风铃草属植物)。在根据本文中公开的方法的第一、第 二、第三和第四实施例的某些优选的实施例中,非三叶胶植物物质由银胶菊灌木(灰白银 胶菊)获得。
[0031] 植物物质的制备
[0032] 当本文中公开的方法的第一、第二、第三或第四实施例利用来自银胶菊灌木的植 物物质时,被利用的植物物质可采用如本文中进一步描述的多种形式。在本节中的下列讨 论应理解为同等地适用于本文中公开的方法的第一、第二、第三和第四实施例。(将植物物 质压制成块(briquetting)以用于本文中公开的方法的第一实施例中和用于本文中公开 的第二、第三和第四实施例的某些实施例中在单独的节中讨论。)在本文中公开的方法的某 些实施例中,所述植物物质包括切碎的银胶菊灌木,所述切碎的银胶菊灌木包括来自所述 灌木的树皮和木质组织,但其中所述植物物质的不超过5重量%、优选不超过4重量%或不 超过3重量%或甚至更优选不超过1重量%包括来自所述银胶菊灌木的叶子;在某些实施 例中,包括叶子的植物物质的量为1-5重量%和在另外的实施例中为〇. 5-5重量%或0· 5-1 重量%。在前述实施例的某些中,用于所述植物物质的银胶菊灌木最初包括所述灌木的地 面上部分和地面下部分两者(即,茎(具有树皮、木质组织和髓)和根)。在前述实施例的 其它中,用于所述植物物质的银胶菊灌木最初仅包括所述灌木的地面上部分(换句话说, 在所述植物物质中不包括根)。所述银胶菊灌木的叶子可使用多种方法例如野外干燥随后 摇动而除去。用于从所述银胶菊灌木除去叶子的其它方法可被本领域技术人员想到且可被 利用,因为用于除去叶子的具体方法不被认为是本文中公开的方法的重要限制。在其中所 述植物物质包括银胶菊灌木的某些实施例中,通过除去整个植物(其中根是完整无缺的) 收获所述灌木并容许所述灌木在野外干燥至不超过20重量%、优选不超过15重量%或甚 至不超过10重量%水的水含量;在某些实施例中,所述植物物质包括5-20重量%水、优选 5-15重量%水。
[0033] 在本文中公开的方法的某些实施例中,在所述浆料中利用的所述植物物质已被切 碎成具有1"或更小的平均尺寸的块。切削(chipping)或切碎可以在一个或多于一个步 骤中进行。例如,被利用的非三叶胶植物可在收获地点(或在别处)被粗略地切碎成长度 平均小于2"的块。或者,被利用的非三叶胶植物可被粗略地切碎成长度约3"的块。粗略 的切碎可在任选地除去叶子和土壤(例如通过摇动所述植物或使其经历强的空气流)之前 或之后发生,但是优选在从所收获的植物物质除去叶子和土壤的大部分之后发生。切削或 切碎成具有1.5"或更小或1"或更小的平均尺寸的块可使用多种物理手段实现。获得具有 1. 5"或更小或1"或更小的平均尺寸的切碎的植物物质的一种示例性方式是将原始的植物 材料(或任选地粗略地切碎的植物物质)进料到破碎机(shredder)、制粒机、锤磨机或辊磨 机中。
[0034]制粒机是公知的设计用于将材料切碎或研磨成多种尺寸的机器。多数制粒机包含 多个刀(常常是钢刀)和具有用于测定最终产物的尺寸的多种直径的孔的一个或多个筛 (有时是可互换的)。存在多种尺寸的制粒机且在切碎所述植物物质中可为有用的,例如包 含3/8"、1/4"和1/8"的开口的那些。
[0035]锤磨机可通常被描述为这样的钢鼓:其包含垂直或水平旋转轴或鼓,在所述垂直 或水平旋转轴或鼓上,锤子与周围的筛状材料一起安装在外表面上;所述锤子"重击,,通过 所述磨机的材料。所述锤子通常是平坦的金属棒,其在工作端通常具有某类型的硬面处理。 所述锤子可为固定的或摇摆的。存在多种尺寸的锤磨机且在切碎所述植物物质中可为有用 的,例如包含3/8"、1/4",3/16"和1/8"的筛开口的那些。当切碎的材料通过所述筛开口时, 所述筛开口的尺寸直接决定经锤磨作用的材料的最终粒度。
[0036] 棍磨机/碾磨机(cracker mill)可通常被描述为这样的设备:其具有两个或更 多个辊,所述辊各自包含纵向凹槽,所述纵向凹槽帮助进料通过所述磨机的材料的进一步 尺寸减小。存在多种尺寸的辊磨机且在切碎所述植物物质中可为有用的,例如包含3/4"、 l/2"、3/S"、1/4"和1/8"的开□的那些。在根据本文中公开的方法的第一、第二和第三实施 例的某些实施例中,使所述植物物质经历破碎机、制粒机、锤磨机、辊磨机和乳片机(flaker mill)中的至少一种以产生具有1"或更小(例如,1/8"至1"或1/8"至1/2")的平均尺寸 的切碎的植物物质。在根据本文中公开的方法的第一、第二和第三实施例的另外的实施例 中,使所述植物物质经历破碎机、制粒机、锤磨机、辊磨机和乳片机中的至少两种以产生具 有1"或更小(例如,1/8"至1"或1/8"至1/2")的平均尺寸的切碎的植物物质。在根据 本文中公开的方法的第一、第二和第三实施例的还另外的实施例中,使所述植物物质经历 破碎(shredding)/切碎、锤磨作用、棍乳和轧片机。
[0037]在本文中公开的方法的某些实施例中,在与有机溶剂混合以形成浆料之前,在所 述浆料中利用的所述植物物质(或在所述浆料内的所述渣的来源)不仅已被切碎或破碎 (例如通过在破碎机、辊磨机、锤磨机和/或制粒机中的处理),而且已经历能够使包含天然 橡胶的细胞的细胞壁破裂的轧片机/刨片机(flaker)和/或其它机械处理。乳片机或刨 片机可通常描述为这样的设备:其具有两个或更多个辊,所述辊各自具有光滑的表面,常常 以不同的速度运行,在辊之间具有规定的且可调节的间隙,其主要帮助提供植物细胞壁的 进一步破裂。这样的类型的机械处理趋向于增加可最终从所述植物物质收取的天然橡胶的 量。在利用来自银胶菊灌木的植物物质的本文中公开的方法的某些优选的实施例中,使切 碎的植物物质经历辊乳和乳片(flake milling)两者。在其中对切碎的植物物质使用辊乳、 或锤磨作用、破碎机、制粒机和乳片中的至少一种的那些实施例中,如果在制备浆料之前材 料将被存储,则所述切碎的植物物质优选用至少一种抗氧化剂处理(所述抗氧化剂的量是 根据本文中的抗氧化剂讨论)。
[0038] 在本文中公开的方法的某些实施例中,处理具有1. 5"或更小或丨"或更小的平均 尺寸的切碎的植物物质(例如离开制粒机)以除去尺寸不足的材料可为有帮助的。所产生 的尺寸不足的材料的量可取决于包括如下的多种因素而改变:用于切碎或切削所述植物材 料的方法和切碎或研磨发生的速度。除去尺寸不足的材料的一种示例性方式是使所述切碎 的植物物质在网筛上通过,然后使所述网筛振动以容许尺寸不足的材料通过所述网落下。 取决于被分类为"尺寸不足的"材料的尺寸,可利用多种类型的网筛。在某些实施例中,利 用30目、25目、20目、18目或16目筛。筛的目数等级对应于每平方英寸的开口的数量。因 此,20目筛将在一平方英寸内具有20个开口。所列举的网筛中的开口的尺寸如下: 30目 (0.〇232" 开口或 595 微米开口);25 目(0.0280" 开口或 707 微米开口);20 目(0.0331,, 开口或841微米开口);18目(0.0394"开口或1000微米开口);和16目(0.0469,,开口 或1190微米开口)。用于除去尺寸不足的材料的另一示例性方式是通过使用空气分离器, 其起到吹走或吹出尺寸不足的(且因此较轻的)颗粒的作用。优选地,当尺寸不足的材料 被除去(例如通过网筛)时,所述尺寸不足的材料的至少90重量%、甚至更优选至少95重 量%被除去。在某些实施例中,用于浆料的植物材料具有1/16"至1. 5"、优选1/16至1"、 甚至更优选1/8"至1/2"的尺寸;在某些这样的实施例中,所述植物材料已经历例如造粒的 过程,所述造粒利用具有1/16"、1/8"、1/4"或1/2"的开口的筛,由此产生具有不大于所述 开口的最大尺寸的材料。
[0039] 在本文中公开的第一、第二和第四方法的某些实施例中,被利用的浆料包含10 - 50 重量%的植物物质(基于所述浆料的总重量),其中所述浆料的剩余量包括有机溶剂。(特 别地,如先前所讨论的,关于本文中公开的方法的第三实施例,所述溶液包含5-20重量% 的渣。)除10-50重量%的植物物质之外,所述浆料还包含〇. 5-10重量%的水,所述水由 所述植物物质贡献给所述浆料且包括在位于所述浆料内的植物物质的10-50重量%份额 内。换句话说,所述浆料的10-50重量%的植物物质包括包含在所述浆料内的水。在根据本 文中描述的方法的第一、第二和第四实施例的某些实施例中,被利用的浆料包含25-50重 量%的植物物质(基于所述浆料的总重量),其中所述浆料的剩余量包括有机溶剂。关于在 所述浆料内使用的植物物质的量的这些限制适用于其中植物物质是来自非三叶胶植物的 本文中描述的方法的第一、第二和第四实施例的那些实施例,且特别适用于其中植物物质 是来自银胶菊灌木的那些。
[0040] 如先前所讨论的,根据本文中描述的方法的第一、第二和第四实施例,在所述浆料 中利用的所述植物物质提供渣、橡胶和树脂。(特别地,在本文中公开的方法的第三实施例 中,溶解的银胶菊橡胶溶液还包含渣、橡胶和树脂以及有机溶剂。)第三实施例的溶解的银 胶菊橡胶溶液与另外的实施例中的某些(10-50% )相比具有更少的渣(5-20% ),因为相对 于有机溶剂添加了更少的植物物质,或者更优选地,因为已经除去一定量的渣以产生所述 溶解的银胶菊橡胶溶液。)包含在所述浆料中的橡胶和树脂分别被所述至少一种非极性有 机溶剂和至少一种极性有机溶剂溶解。在根据本文中描述的方法的第一、第二和第四实施 例的某些实施例中,在所述浆料中利用的所述植物物质包括树皮、木质材料、橡胶和树脂。 在根据本文中描述的方法的第一、第二和第四实施例的某些实施例中,木质材料构成所述 植物物质的至少80重量%、至少85重量%或甚至至少90重量%且剩余的植物物质包括树 皮和叶子;在某些这样的实施例中,所述木质材料包括所述植物物质的80-100°%、80-95% 或90-100%或90-99%。为了实现植物物质的前述构成,除去或限制在所述植物物质中利 用的树皮和叶子的量可为必要的。在根据本文中描述的方法的第一、第二和第四实施例的 还另外的实施例中,树皮构成所述植物物质的至少50重量%、至少60重量%、至少70重 量%或甚至至少80重量%且剩余的植物物质包括木质材料和叶子;在某些这样的实施例 中,所述树皮构成所述植物物质的50-1〇〇 %、5〇_95 %或70-100 %或70-99 %。关于在所述 浆料内使用的植物物质的量的这些限制适用于其中植物物质是来自非三叶胶植物的本文 中描述的方法的第一、第二和第四实施例的那些实施例,且特别适用于其中植物物质是来 自银胶菊灌木的那些。为了实现植物物质的前述构成,除去或限制在进入所述浆料的所述 植物物质中利用的木质材料和叶子的量将可能是必要的。所述植物物质的各部分(即,树 皮、木质材料和叶子)将包含变化量的橡胶、树脂和水。
[0041] 在某些实施例中,在本文中描述的方法的第一、第二和第四实施例中利用的浆料 包含0. 5-10重量%的水。尽管本文中描述的方法是基于有机溶剂的,但可存在一些残余的 少量的水(即,〇. 5-10重量% )(主要来自包含在所述植物物质内的残余的水,尽管少的量 可由在所述有机溶剂内的残余的水贡献)。在根据本文中描述的方法的第一、第二和第四实 施例的某些实施例中,所述浆料包含0. 5-7重量%的水、0· 5-5重量%的水或甚至0. 5-2重 量%的水。在根据本文中描述的方法的第一、第二和第四实施例的某些实施例中,所述浆料 包含不超过4重量%的水、不超过3重量%的水或甚至不超过2重量%的水。在本文中公 开的方法的第一、第二和第四实施例的优选的实施例中,所述浆料优选不包含漂白剂、消泡 剂或有机蛋白质-变性化合物。在本文中公开的方法的第三实施例的优选的实施例中,所 述溶解的银胶菊橡胶溶液不包含漂白剂、消泡剂或有机蛋白质-变性化合物。
[0042] 压制成块的植物物质的利用
[0043] 压制成块的植物物质的下列描述应理解为不仅可适用于本文中公开的方法的第 一实施例,而且可适用于本文中公开的方法的第二实施例的某些实施例(即,当第二实施 例利用压制成块的形式的植物物质形成浆料时)。
[0044] 用于压块的植物物质的制备
[0045] 在本文中公开的方法的某些实施例中,所述压块由已被切碎或切碎成具有1"或更 小的平均尺寸的块的植物物质制成。通常,将植物物质切削或切碎成1. 5"或更小或1"或 更小的尺寸可在一个或多于一个步骤中发生。例如,被利用的非三叶胶植物可在收获地点 被粗略地切碎成长度平均小于2"的块。粗略的切碎可在任选地除去叶子和土壤(例如通 过摇动所述植物或使其经历强的空气流)之前或之后发生,但是优选在从所收获的植物物 质除去叶子和土壤的大部分之后发生。切削或切碎成具有1. 5"或更小或1"或更小的平均 尺寸的块可使用多种物理手段实现。获得具有1. 5"或更小或1"或更小的平均尺寸的切碎 的植物物质的一种示例性方式是将原始的植物材料(或任选地粗略地切碎的植物物质)进 料到破碎机、制粒机、锤磨机或辊磨机中。制粒机是公知的设计用于将材料切碎或研磨成多 种尺寸的机器。多数制粒机包含多个刀(常常是钢刀)和具有用于测定最终产物的尺寸的 多种直径的孔的一个或多个筛(有时是可互换的)。存在多种尺寸的制粒机且在切碎所述 植物物质中可为有用的,例如包含3/8"、1/4"和1/8"的开口的那些。锤磨机可通常被描述 为这样的钢鼓:其包含垂直或水平旋转轴或鼓,锤子安装在所述垂直或水平旋转轴或鼓上; 所述锤子"重击"通过所述磨机的材料。存在多种尺寸的锤磨机且在切碎所述植物物质中 可为有用的,例如包含3/S"、l/4"和1/8"的开口的那些。辊磨机/碾磨机可通常被描述为 这样的设备:其具有两个或更多个辊,所述辊各自包含纵向凹槽,所述纵向凹槽帮助进料通 过所述磨机的材料的进一步尺寸减小。存在多种尺寸的辊磨机且在切碎所述植物物质中可 为有用的,例如包含3/8"、1/4"和1/8"的开口的那些。在根据本文中公开的方法的第一和 第二实施例的某些实施例中,使所述植物物质经历制粒机、破碎机、锤磨机、辊磨机和乳片 机中的至少一种以产生具有1"或更小的平均尺寸的切碎的植物物质。在根据本文中公开 的方法的第一和第二实施例的另外的实施例中,使所述植物物质经历破碎机、制粒机、锤磨 机、辊磨机和轧片机中的至少两种以产生具有1"或更小的平均尺寸的切碎的植物物质。
[0046] 在本文中公开的方法的某些实施例中,在混合到浆料中之前,在压制成块之后,在 压块中利用的植物物质不仅已被切碎或破碎(例如通过在破碎机、辊磨机、锤磨机和/或 制粒机中的处理),而且已经历能够使包含天然橡胶的细胞的细胞壁破裂的乳片机/刨片 机和/或其它机械处理。轧片机或刨片机可通常描述为这样的设备:其具有两个或更多个 辊,所述辊各自具有光滑的表面,常常以不同的速度运行,在辊之间具有规定的且可调节的 间隙,其主要帮助提供植物细胞壁的进一步破裂。这样的类型的机械处理趋向于增加可最 终从所述植物物质收取的天然橡胶的量。在利用来自银胶菊灌木的植物物质的本文中公开 的方法的第一和第二实施例的某些优选的实施例中,使切碎的植物物质经历辊轧和乳片两 者。在另外的实施例中,将来自所述银胶菊灌木的切削的植物物质用于所述压块,并使所述 切碎的植物物质在压缩成压块之前经历辊轧、破碎机、制粒机和锤磨作用中的至少一种并 在压制成块之后轧片(在所述浆料的制备期间但在所述浆料的制备之前)。在其中对切碎 的植物物质使用辊轧、或锤磨作用、破碎机、制粒机和轧片中的至少一种的那些实施例中, 所述切碎的植物物质在被压缩成压块之前优选用至少一种抗氧化剂处理(所述抗氧化剂 的量是根据先前的抗氧化剂讨论)。
[0047]在根据本文中公开的方法的第一和第二实施例的某些实施例中,在压制成块之前 处理具有1. 5"或更小或1"或更小的平均尺寸的切碎的植物物质(例如离开制粒机)以除 去尺寸不足的材料可为有帮助的。所产生的尺寸不足的材料的量可取决于包括如下的多种 因素而改变:用于切碎或切削所述植物材料的方法和切碎或研磨发生的速度。除去尺寸不 足的材料的一种示例性方式是使所述切碎的植物物质在网筛上通过,然后使所述网筛振动 以容许尺寸不足的材料通过所述网落下。取决于被分类为"尺寸不足的"材料的尺寸,可利 用多种类型的网筛。在某些实施例中,利用30目、25目、20目、18目或16目筛。筛的目数 等级对应于每平方英寸的开口的数量。因此,20目筛将在一平方英寸内具有20个开口。所 列举的网筛中的开口的尺寸如下:30目(0· 0232"开口或595微米开口);25目(0.0280"开 口或 707 微米开口);20 目(0.0331" 开口或 841 微米开口);18 目(0.0394,,开口或 1000 微米开口);和16目(0.0469"开口或1190微米开口)。用于除去尺寸不足的材料的另一 示例性方式是通过使用空气分离器,其起到吹走或吹出尺寸不足的(且因此较轻的)颗粒 的作用。优选地,当尺寸不足的材料被除去(例如通过网筛)时,所述尺寸不足的材料的至 少90重量%、甚至更优选至少95重量%被除去。在某些实施例中,形成为压块的植物材料 具有1/16"至1. 5"、优选1/16至1"、甚至更优选1/8"至1/2"的尺寸;在某些这样的实施 例中,所述植物材料已经历例如造粒的过程,所述造粒利用具有1/16"、1/8"、1/4"或1/2" 的开口的筛,由此产生具有不大于所述开口的最大尺寸的材料。
[0048] 在某些实施例中,被压缩成压块的植物物质不仅已被切削,而且已经历能够使包 含天然橡胶的细胞的细胞壁破裂的辊磨机/碾磨机、乳片机/刨片机、锤磨机和/或其它机 械处理。辊磨机/碾磨机可通常被描述为这样的设备:其具有两个或更多个辊,所述辊各自 包含纵向凹槽,所述纵向凹槽帮助进料通过所述磨机的材料的进一步尺寸减小。乳片机或 刨片机可通常描述为这样的设备:其具有两个或更多个辊,所述辊各自具有光滑的表面,常 常以不同的速度运行,在辊之间具有规定的且可调节的间隙,其主要帮助提供植物细胞壁 的进一步破裂。锤磨机可通常被描述为这样的钢鼓:其包含垂直或水平旋转轴或鼓,锤子安 装在所述垂直或水平旋转轴或鼓上;所述锤子"重击"通过所述磨机的材料。这样的类型的 机械处理趋向于增加可最终从所述植物物质收取的天然橡胶的量。在某些实施例中,将来 自所述银胶菊灌木的切削的植物物质用于所述压块,并使所述切削的植物物质在压缩成压 块之前经历辊乳、乳片和锤磨作用中的至少一种。在其中对切削的植物物质使用辊乳、乳片 或锤磨作用中的至少一种的那些实施例中,所述切削的植物物质在压缩成压块之前优选用 至少一种抗氧化剂处理(所述抗氧化剂的量是根据本文中的抗氧化剂讨论)。
[0049] 在本文中描述的实施例中使用的压块可包含某个量的水。在某些实施例中,所述 压块包含2-20重量%的水(基于所述压块的总重量)。在另外的实施例中,所述压块包含 5-15重量%的水。在所述压块内的水具有来自所述植物物质的残余的水作为其主要来源。 存在于所述压块中的水的量可例如通过如下调节:在将所述切削的植物物质压实成压块之 前将其千燥。在本文中描述的第一和第二实施例的某些实施例中,在将所述植物物质压实 成压块之前将所述切削的植物物质干燥以将其水分含量降低至少2重量%、至少4重量% 或甚至至少6重量%。可利用实现所述切碎的植物物质的千燥的多种方法,包括,但不限 于,阳光千燥、(使用千燥的和/或加热的空气的)强迫通风千燥。在某些实施例中,所述 植物物质可在切削之前千燥。可存在于压块中的水的另一潜在来源为在收获之后添加到所 述植物物质的添加剂。如之后更详细地讨论的,这些添加剂可包括抗氧化剂和/或粘合剂, 其可经由活性成分的水性溶液任选地施加。
[0050] 当本文中公开的实施例利用由来自银胶菊灌木的植物物质制成的压块时,被利用 的植物物质可采取如本文中进一步描述的多种形式。在某些实施例中,所述植物物质包括 切碎的银胶菊灌木,所述切碎的银胶菊灌木包括来自所述灌木的树皮和木质组织,但其中 所述植物物质的不超过5重量%、优选不超过4重量%或不超过3重量%或甚至更优选不 超过1重量%包括来自所述银胶菊灌木的叶子。在前述实施例的某些中,用于所述植物物 质的银胶菊灌木最初包括所述灌木的地面上部分和地面下部分两者(即,茎(具有树皮、木 质组织和髓)和根)。在前述实施例的其它中,用于所述植物物质的银胶菊灌木最初仅包括 所述灌木的地面上部分(换句话说,在所述植物物质中不包括根)。所述银胶菊灌木的叶子 可使用多种方法例如野外干燥随后摇动而除去。用于在将来自所述银胶菊灌木的植物物质 引入到压块中之前从所述植物物质除去叶子的其它方法可被本领域技术人员想到且可被 利用,因为用于除去叶子的具体方法不被认为是本文中公开的方法的重要限制。
[0051]在某些实施例中,在所述压块中利用的所述植物物质包含渣、橡胶和树脂。在某些 实施例中,在所述压块中利用的所述植物物质包括树皮、木质材料、橡胶和树脂。在某些实 施例中,木质材料构成所述压块的至少70重量%、80重量%、至少85重量%或甚至至少90 重量%且所述压块的剩余的量包括树皮和叶子。为了实现在所述压块内的植物物质的前述 构成,除去或限制在所述植物物质内利用并被压实成压块的树皮和叶子的量可为必要的。 在还另外的实施例中,树皮构成所述压块的至少50重量%、至少60重量%、至少70重量% 或甚至至少80重量%且所述压块的剩余的量包括木质材料和叶子。为了实现在所述压块 内的植物物质的前述构成,除去或限制在所述植物物质内利用并被压实成压块的木质材料 和叶子的量将很可能是必要的。在某些实施例中,所述压块包括至少 80重量%的树皮、小 于2〇重量%的木质材料和小于i重量%的叶子。为了实现在所述压块内的植物物质的前 述构成,除去或限制在所述植物物质内利用并被压实成压块的木质材料和叶子的量将很可 能是必要的。在还另外的实施例中,所述压块包含小于 5重量%或更少的木质材料,其中所 述压块的剩余的量包括最高达95重量%的树皮和优选小于2重量%的叶子、甚至更优选小 于1重量%的叶子。在所述压块内使用的所述植物物质的各部分(即,树皮、木质材料和叶 子)将包含变化量的渣、橡胶、树脂和水。
[0052] 压制成块
[0053]如先前所讨论的,本文中公开的某些实施例利用压块形式的经压缩的植物物质。 术语压块意欲包括多种形式或形状,包括,但不限于,粒料(pellet)、立方体、矩形固体物、 球形固体物、蛋状固体物、砖块状物和饼。存在多种方法用于将所述植物物质压实成压块。 由所述植物物质制备压块的一种方法是利用商业压块机来制备所述压块。多个公司制造这 些机器且它们在多种尺寸和规格方面是可得到的。示例性的压块机包括由K. R. Komarek, Inc· (Wood Dale,IL)制造的那些,包括型号B100R和BR200QC的辊型压块机。通常,压块 机利用辊型系统来压实材料,其中向正被压缩的材料添加或不添加粘合剂。取决于被利用 的机器、所述切削的植物物质的性质和在所述压块中期望的性质,可通过所述机器以变化 的量施加压力。在某些实施例中,使用压块机制造来自银胶菊灌木的植物物质的压块。在 前述实施例的某些中,在将所述切削的植物物质压缩成压块之前,将粘合剂施加到所述切 削的植物物质。制备来自非三叶胶植物的切削的植物物质的压块的其它方法可被本领域技 术人员想到且可在本文中公开的方法的范围内利用。
[0054] 在某些实施例中,所述压块由在压缩成压块之前已用一种或多种粘合剂处理的切 削的植物物质制造。可利用多种类型的粘合剂,包括,但不限于,基于有机物的粘合剂(例 如木质产品、粘土、淀粉和灰(ash))、基于化学品的粘合剂(例如-磺酸盐、石灰、和钠基膨 润土以及液体例如水。对于所述切削的植物物质利用的粘合剂的量可取决于正被形成的压 块的类型而改变。在某些实施例中,对于所述压块利用的粘合剂的量为0. 1-5重量% (基 于所述压块的总重量)。
[0055] 在某些实施例中,所述压块由在压实成压块之前已用一种或多种抗氧化剂处理 的切削的植物物质制成。用于用作在根据本文中公开的第一和第二实施例的某些实施例 中的一种或多种抗氧化剂的合适的化合物是本领域技术人员公知的且包括,但不限于, 2, 6-二-叔丁基-4-甲基苯酚(也称作2, 6-二-叔丁基-对甲酚);N-(1,3-二甲基丁 基)-苯基-1,4-苯二胺;十八烷基-3- (3, 5-二-叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯(可 作为Irpnox? 1076商购得到);4,6-双(辛基硫代甲基)-邻甲酚(可作为Irgano_ 1520商购得到),一元受阻酚例如6-叔丁基-2, 4-二甲苯酚、苯乙烯化的酚、丁基化的辛 基酚;双酚,例如4, 4' -亚丁基双(6-叔丁基-间甲酚)、聚丁基化的双酚A、受阻氢醌例 如2, 4-二-叔戊基氢醌;聚酚,例如丁基化的对甲酚-二环戊二烯共聚物;酚硫化物例如 4, 4' -硫代双(6-叔丁基-3-甲基-苯酚)、烷基化的-芳基化的双酚亚磷酸酯例如三(壬 基苯基)亚磷酸酯、二嗪二酮例如二(2-轻基乙基)-三曝三酮的焼基化的轻基肉桂酸三 酯、三(烷基羟基苄基)-三嗪三酮;季戊四醇酯例如四(亚甲基-3, 5-二-叔丁基-4-羟 基氢化肉桂酸酯)_甲烷;取代的二苯基胺例如辛基化的二苯基胺、对-(对-甲苯磺酰胺 基)-二苯基胺、壬基化的二苯基胺、二异丁烯-二苯基胺反应产物;二氢喹啉例如6-十二 烷基-1,2-二氢-2, 2, 4-三甲基喹啉;二氢喹啉聚合物例如1,2-二氢-2, 2, 4-三甲基喹啉 聚合物;巯基苯并咪唑例如2-巯基苯并咪唑;二硫代氨基甲酸金属盐例如二丁基二硫代氨 基甲酸镍、二异丁基二硫代氨基甲酸镍、二甲基二硫代氨基甲酸镍;酮/醛-芳基胺反应产 物例如苯胺-丁醛缩合产物、二芳基胺-酮-醛反应产物;和取代的对苯二胺例如二-b-萘 基-对-亚苯基苯二胺和N-苯基-Ν' -环己基-对苯二胺。在利用至少一种抗氧化剂的根 据本文中公开的第一和第二实施例的那些实施例中采用的抗氧化剂的总量可在通过所述 方法最终制造的纯化的固体橡胶的〇· 2重量%至2重量%范围内(基于包含0. 8重量%的 挥发性物质的纯化的固体橡胶的重量)。
[0056] 在某些实施例中,所述压块能够在压实之后存储至少90天,同时仍使包含在所述 压块内的橡胶保持至少800, 000、优选至少1,000, 000的分子量。在某些优选的实施例中, 所述压块由来自银胶菊灌木的切削的植物物质制成且所述压块能够在压实之后存储至少 90天,同时仍使包含在所述压块内的橡胶保持至少800, 000、优选至少1,000, 000的分子 量。在另外的实施例中,所述压块能够在压实之后存储至少7个月(210天),同时仍使包 含在所述压块内的橡胶保持至少800, 000、优选至少1,〇〇〇, 000的分子量。在某些优选的 实施例中,所述压块由来自银胶菊灌木的切削的植物物质制成且所述压块能够在压实之后 存储至少7个月(210天),同时仍使包含在所述压块内的橡胶保持至少800, 000、优选至少 1,000, 000的分子量。
[0057] 浆料的制备
[0058] 取决于初始浆料(包含来自非三叶胶植物的植物物质、至少一种极性有机溶剂和 至少一种非极性有机溶剂)是如何被制备或加工的,在本文中公开的方法的第一、第二、第 三和第四实施例的某些实施例中,来自所述非三叶胶植物物质的橡胶的总的提取可通过确 保所述非三叶胶植物物质不仅彻底地与所述溶剂接触,而且通过将植物物质和溶剂的组合 搅拌或混合而增强。可利用将植物物质和溶剂的组合混合和/或向植物物质和溶剂的组合 施加搅拌的多种方法,包括,但不限于在搅拌罐中的混合、均化、分散和湿法研磨。在某些这 样的实施例中,可在利用所述浆料之前或至少在从所述浆料除去渣的大部分以产生油与溶 剂混合物之前利用一个或多个罐或反应器来向所述浆料或向植物物质和溶剂的组合施加 混合和/或搅拌。如本领域技术人员将理解的,混合和/或搅拌的程度将取决于例如如下 的因素而改变:所述浆料或植物物质和溶剂的组合的规模和浓度、被用于混合和/或搅拌 的设备的尺寸和功率。在本文中公开的方法的某些实施例中,在从包含溶解的橡胶和树脂 的有机溶剂部分除去植物物质的渣部分之前,容许所述植物物质和所述有机溶剂(即,所 述至少一种极性有机溶剂和所述至少一种非极性有机溶剂)保持接触某个时间段。在某些 实施例中,该时间段为0· 3-3小时,而在另外的实施例中,该时间段为〇. 5-1. 5小时。在另 外的实施例中,容许较长的接触时间段例如1-8小时或更长。
[0059] 从浆料除去渣
[0060]从浆料除去渣的下列描述应被理解为通常适用于本文中公开的方法的第一、第二 和第四实施例,其各自具体说明从浆料除去渣以形成油与溶剂混合物。其还应被理解为可 适用于本文中公开的方法的第三实施例的某些实施例,其中利用进一步的步骤例如由浆料 制备溶解的银胶菊橡胶溶液。如以上所讨论的,根据本文中公开的方法,最初从浆料除去渣 的大部分以产生油与溶剂混合物。(本文中提到的渣的重量百分数是基于渣的干重(g卩,其 中已除去任何有机溶剂和水)。如下面进一步讨论的,最初除去的渣的大部分在某些实施例 中为包含在所述浆料内的渣的 6〇_95重量%,和在另外的实施例中为51-6〇重量%、 60-80 重量%、70-95重量%或75-95重量%。存在于所述浆料中的渣的总量可通过如下测定:取 所述衆料的代表性样品--当心确保在取所述样品之前在所述浆料内不存在渣的沉降一和 通f反复的清洗和离心来提取不溶性材料。换句话说,在沉淀物的反复的清洗和离心之后 ,行各所得上清液的反复的离心以确保不溶性渣材料的完全除去。三轮或更多轮的漂洗和 离心可为必要的。在将不溶性材料浓缩和干燥以除去有机溶剂之后,可确定所述不溶性材 料的总重里。可计算存在于所述样品中的渔的量且通过拓展( extensi〇n)可计算存在于整 个衆料中的渣的总重量)。所述油与溶剂混合物包含某个量的渣(g卩,未从所述浆料除去的 部分)、溶解的橡胶、溶解的树脂、至少一种极性有机溶剂和至少一种非极性有机溶剂。在 本文中公开的方法的某些实施例中,所述渣的60-95重量%,所述渣的60-80重量%、70-95 重量%或7δ-95重量%被从所述浆料除去以形成所述油与溶剂混合物。在本文中公开的方 法的某些优选的实施例中,所述渣的至少70重量%或至少75重量%被从所述浆料除去以 形成所述油与溶剂混合物。
[0061]该从浆料除去渣可通过利用多种设备和/或方法和/或化学品发生。被从所述浆 料除去的所述渣部分在本文中称作第一渣部分。在本文中公开的方法的某些优选的实施例 中,从所述浆料除去所述渣以产生油与溶剂混合物通过使用离心机、任选地倾析器型离心 机实现。在本文中公开的方法的另外的实施例中,从所述浆料除去所述渣以产生油与溶剂 混合物通过使用提取倾析器或螺旋压力机实现。在本文中公开的方法的还另外的实施例 中,从所述浆料除去所述渣以产生油与溶剂混合物使用逆流提取器实现。尽管关于本文中 公开的方法的第二实施例解释了来自浆料的渣的下列具体描述,但应理解,所描述的设备 各自也可在本文中公开的方法的第一实施例的某些实施例中用于从浆料除去渣。此外,倾 析器型离心机的运行的详细描述应被认为可适用于本文中公开的方法的第四实施例的某 些实施例。在本文中公开的方法的某些实施例中,将所述第一渣部分的一部分或全部进料 回到所述浆料中以容许与溶剂润湿的渣有关的另外的溶解的橡胶或树脂转移到所述浆料 的液体部分(即,所述油与溶剂混合物)。在本文中公开的方法的另外的实施例中,没有所 述第一渣部分被进料回到所述浆料中。在本文中公开的方法的某些实施例中,将由所述浆 料制造的所述油与溶剂混合物(包含溶剂、橡胶、树脂和渣)的至少一部分进料回到所述浆 料中。在本文中公开的方法的另外的实施例中,没有所述油与溶剂混合物被进料回到所述 浆料中。
[0062] 在某些实施例中,当利用倾析器型离心机来从所述浆料除去渣时,其以足以产生 500至3, 5〇0、优选1,000至3, 000或1,000至2, 5〇0的g力的速度运行。(如本领域技术 人员将理解的,g力是施加到样品的加速度的量的度量且为每分钟的转数和旋转半径的函 数。)利用超过一种离心机来从所述浆料除去所述渔的大部分也在本文中描述的方法的范 围内。在本文中描述的方法的某些实施例中,通过从所述浆料除去所述渣而产生的油与溶 剂混合物的固体物含量为5-20重量%、优选7-18重量% (基于所述油与溶剂混合物的总 重量),其中固体物被认为是渣、橡胶和树脂。在根据本文中描述的方法的某些实施例中,所 述油与溶剂混合物包含1-10重量%的橡胶和1-10重量%的树脂;在另外的实施例中,所述 油与溶剂混合物包含3-7重量%的橡胶和3-9重量%的树脂。
[0063] 如先前所讨论的,在本文中公开的方法的第二实施例的某些具体实施例中,使所 述浆料经历离心过程以除去70-95重量%的渣(基于所述浆料中的渣的总重量)以产生油 与溶剂混合物。所述油与溶剂混合物包含渣、溶解的橡胶、溶解的树脂、至少一种极性有机 溶剂和至少一种非极性有机溶剂。在某些实施例中,使所述浆料经历离心过程以除去至少 75重量%的渣;在某些这样的实施例中,所述渣的75-%重量%。在某些实施例中,所述离 心机为倾析器型离心机,和在某些这样的实施例中,其以足以产生500-3, 500g、优选1,000 至3, 000g的速度运行。利用超过一种离心机来从所述浆料除去至少70重量% (例如, 70-95重量% )或至少75重量% (例如,75-95重量% )的渣也在本文中描述的方法的范围 内。在本文中描述的方法的某些实施例中,通过从所述浆料除去渣而产生的油与溶剂混合 物的固体物含量为5-20重量%、优选7-18重量% (基于所述油与溶剂混合物的总重量), 其中固体物被认为是渣、树脂和橡胶。在本文中公开的方法的某些实施例中,所述油与溶剂 混合物包含1_10重量%的橡|父和1_10重量%的树脂;或者在本文中描述的方法的另外的 实施例中,所述油与溶剂混合物包含3-7重量%的橡胶和3-9重量%的树脂。
[0064] 如先前所讨论的,在本文中公开的方法的第二实施例的某些具体实施例中,使所 述浆料经历提取过程以除去60-95重量%的渣(基于存在于所述浆料中的渣的总重量), 由此产生油与溶剂混合物。所述提取过程可涉及使用提取倾析器。提取倾析器可为具有圆 柱锥形实心壁转筒(cylindrical conical solid-wall bowl)的祸杆型离心机(通常是水 平的)。适合于所述转筒壁的涡杆位于所述转筒内并在其中旋转。将待提取的悬浮液或浆 料进料到所述机器中(常常经由在所述转筒的所述涡杆中的分配器缝)。所述浆料或悬浮 液然后进入所述转筒的逆流提取区并经由分离盘逆着被添加的提取剂的流动流动到所述 转筒的锥形末端(即,逆流效应)。某些提取倾析器的使用可容许在提取过程期间添加另 外的溶剂且可以连续或半连续方式运行。存在多种类型的提取倾析器,包括采用逆流提取 的那些、涡杆型倾析器以及筛网转筒型和实心转筒型。优选地,所利用的提取倾析器为逆流 提取器。如本文中所使用的,短语提取倾析器应理解为包括多种类型的提取倾析器,包括逆 流提取器、涡杆型倾析器、筛网转筒型和实心转筒型。在根据本文中公开的方法的第三实施 例的某些实施例中,使所述浆料经历足以除去至少70重量%的渣的提取过程。在根据第三 实施例的某些实施例中,所述提取过程由提取倾析器组成。取决于具体机器的尺寸和参数 以及待除去的渣的量,提取倾析器可以各种设置运行。利用超过一种提取倾析器来从所述 浆料除去至少70重量%或至少 75重量%的渣也在本文中描述的方法的第三实施例的范围 内。在根据本文中描述的方法的第三实施例的某些实施例中,离开所述提取倾析器的油与 溶剂混合物的固体物含量为 5-20重量%、优选7-18重量% (基于所述油与溶剂混合物的 总重量),其中固体物被认为是渣、树脂和橡胶。在根据本文中描述的方法的第三实施例的 某些实施例中,离开所述提取倾析器中的油与溶剂混合物包含1-10重量%的橡胶和1-1〇 重量%的树脂。在根据本文中描述的方法的第三实施例的另外的实施例中,所述油与溶剂 混合物包含 3_7重量%的橡胶和3-9重量%的树脂。在其中利用提取倾析器且其中期望降 低油与溶剂混合物的粘度的根据本文中公开的方法的第三实施例的某些实施例中,可向所 述提取倾析器直接添加所述另外的溶剂(g卩,极性有机溶剂,非极性有机溶剂或其组合)的 部分或全部以将离开所述提取倾析器的油与溶剂混合物的粘度降低到小于300厘泊或小 于 2〇0厘泊。还特别地考虑到其除去包含在浆料内的渣的一部分的提取过程步骤(例如, 使用提取倾析器)可与另外的溶剂(即,极性有机溶剂、非极性有机溶剂或其组合)的添加 组合使用以提供经调节的油与溶剂混合物,其包含相对少的渣,且因此具有适合用于经由 下一渣除去步骤(其在某些实施例中使得转盘式离心机的使用是必需的)的加工的固体物 含量。应理解,当进入转盘式离心机的材料的固体物含量相对较低(例如,在 5-10重量% 范围内)时,可利用相对较小的转盘式离心机。
[0065] 如先前所讨论的,在本文中公开的方法的第二实施例的某些具体实施例中,使所 述浆料经历加压过程以除去至少60重量%的渣(基于存在于所述浆料中的渣的总重量), 由此产生油与溶剂混合物。所述加压过程可涉及使用螺旋压力机。螺旋压力机是这样的一 种类型的机器:其包含在腔室内的螺杆,所述螺杆的长度被圆柱形筛状材料围绕。引起所述 螺杆转动,这导致在所述腔室内的材料挤压通过所述腔室且抵靠着所述筛向上挤压。所述 螺杆的轴可朝向所述轴的远端在直径方面更大,使得渐增的直径将固体材料推向所述筛, 由此将液体排出通过所述筛。固体材料通常被沿着所述螺杆推动且可被挤压抵靠着所述筛 但不通过。随着所述螺杆继续转动,一批固体材料在所述腔室的远端形成。该固体材料常 常被称作压饼。塞子或门位于所述腔室的远端(所述塞子或门常常称作锥体(cone))。所 述锥体通常通过空气压力保持关闭且空气压力越高,所述螺杆必须推动压饼以打开就越难 且被从所述压饼排出的液体越多。多数螺旋压力机可以连续方式运行。在本文中公开的方 法的某些实施例中,使所述浆料经历足以除去至少70重量%的渣的加压过程。在某些实施 例中,所述加压过程通过螺旋压力机实现。在其中利用螺旋压力机的实施例中,取决于所 利用的具体螺旋压力机的尺寸和运行参数,其可在多种条件下运行。存在多种可商购得到 的螺旋压力机,包括,但不限于,由文森特公司(Vincent Corporation)(佛罗里达的坦帕 (Tampa,Florida))出售的那些。
[0066] 在其中利用螺旋压力机的本文中公开的方法的某些实施例中,其在20-100rpm的 rpm设置下和在5-15psi (优选5-lOpsi)的背压下运行。利用超过一个螺旋压力机或使渣 通过所述螺旋压力机超过一次(其中在任何第二加压之前向所述渣压饼添加另外的共溶 剂)来从所述浆料除去至少70重量%或至少75重量%的渣也在本文中描述的方法的范围 内。在本文中描述的方法的某些实施例中,离开所述压力机的油与溶剂混合物的固体物含 量为5-20重量%、优选5-10重量% (基于所述油与溶剂混合物的总重量),其中固体物被 认为是渣、树脂和橡胶。在本文中描述的方法的某些实施例中,离开所述压力机的油与溶剂 混合物(液)包含1-10重量%的橡胶和1-10重量%的树脂;在另外的实施例中,所述油与 溶剂混合物包含3-7重量%的橡胶和3-9重量%的树脂。
[0067] 在本文中公开的方法的某些实施例中,从浆料除去渣以产生油与溶剂混合物通过 使用逆流提取器实现。在某些实施例中,通过所述逆流提取器除去的渣包括包含在所述浆 料内的渣的60-95重量% ;在另外的实施例中70-95%或甚至75-95%。在利用所述逆流 提取器的某些实施例中,在使用所述逆流提取器之前,将所述渣和溶剂混合物(即,所述浆 料)在单独的提取器内混合一个时间段,从而容许所述溶剂有另外的时间接触所述植物物 质和溶解包含在所述植物物质的破碎的细胞内的橡胶和树脂。在另外的实施例中,所述渣 和溶剂混合物(即,所述浆料)在被添加到所述逆流提取器之前未被预先混合或者仅刚好 在被添加到所述逆流提取器之前预先混合。逆流提取器通过如下的总的原则工作:使固体 物在一个方向上循环或运动,同时使液体(例如,溶剂)在相反的方向上循环或运动,由此 增加在固体物和液体之间的接触量。逆流提取器的多种具体构造是可得到的且适合用在本 文中公开的方法中。
[0068] 在其中利用逆流提取器的某些实施例中,在从所述逆流提取器除去渣的大部分之 前,容许与溶剂混合以形成浆料的植物物质保持与所述溶剂接触一个足以容许包含在所述 植物物质的破碎的植物细胞内的橡胶和树脂的溶解的时间段。在某些这样的实施例中,在 从所述逆流提取器除去渣的大部分之前,容许所述植物物质保持与所述溶剂接触〇. 3-3小 时;在另外的实施例中〇. 5小时-1. 5小时。应理解,在从所述逆流提取器除去渣的大部分之 前,可容许所述植物物质保持与所述溶剂接触更长的时间段例如1-8小时或3-8小时。所提 及的接触时间段包括所述植物物质与所述溶剂在所述逆流提取器中接触的(平均)时间、 以及如果利用单独的提取器,所述植物物质与所述溶剂在所述单独的提取器中接触的任何 时间。
[0069] 在其中利用逆流提取器的某些实施例中,所述逆流提取器被构造使得其包含多个 水平(level)或级(stage),其中各水平或级包含己经历所述溶剂改变的和增加的量的时 间的渣。在这些级内,渣通过传送带、螺杆或另一类型的传送装置移动通过所述逆流提取 器。在可被认为是最后的水平或级(其为所述渣己与所述溶剂接触最长的时间段的地方) 处,从所述逆流提取器除去所述渣(例如通过使用螺杆、传送带或另一类型的传送装置)。 在某些实施例中,使被从所述逆流提取器除去的渣经历用新鲜的溶剂(即,非极性有机溶 剂和极性有机溶剂的混合物)的清洗以除去可被溶解但与溶剂润湿的渣有关的橡胶的至 少部分。
[0070] 在其中利用逆流提取器的某些实施例中,从所述逆流提取器除去的渣包含渣和 40-80重量%溶剂的相对量的溶剂混合物两者;在另外的实施例中,被除去的渣包含40-60 重量%的溶剂或40-50重量%的溶剂。在其中利用逆流提取器的某些实施例中,对从所述 逆流提取器除去的渣进行加压或压榨以除去另外的溶剂。可通过一种或多种方法采用该压 榨或加压,所述方法包括,但不限于,螺旋压力机、盘式烘燥器、挤出、脱挥发等。
[0071] 添加另外的有机溶剂
[0072] 下列讨论应被理解为通常可适用于本文中公开的方法的第一和第二实施例。另 夕卜,在本文中公开的方法的第三和第四实施例的某些实施例中中利用另外的有机溶剂可为 有用的,且因此,所述讨论也可被认为可适用于那些实施例。如先前所讨论的,在本文中公 开的方法的某些实施例中,将另外的极性有机溶剂、非极性有机溶剂或其组合(其各自可 与存在于所述浆料中的溶剂相同或不同)添加到油与溶剂混合物以形成降低粘度的油与 溶剂混合物。所述降低粘度的油与溶剂混合物包含渣、溶解的橡胶和树脂以及有机溶剂。 在某些优选的实施例中,为了简化所述方法,所添加的任何另外的有机溶剂与包含在所述 浆料内的那些相同。被添加的任何另外的极性有机溶剂的量小于导致所述降低粘度的油与 溶剂混合物内包含的橡胶凝固的量,因为所述橡胶应在所述降低粘度的油与溶剂混合物内 保持为溶解的。如本领域技术人员将理解的,所添加的任何另外的溶剂的具体量将取决于 所述油与溶剂混合物的体积和包含在所述油与溶剂混合物内的极性和非极性有机溶剂的 相对量以及对所述油与溶剂混合物进行以除去另外的渣的具体的随后的加工。在本文中公 开的方法的某些实施例中,所添加的另外的溶剂的量为足以产生具有小于300厘泊(例如, 10-300厘泊)和在另外的实施例中小于200厘泊(例如,10-200厘泊)的粘度的降低粘度 的油与溶剂混合物的量。在某些实施例中,添加另外的极性有机溶剂、另外的非极性有机溶 剂或其组合的步骤在先前的渣除去步骤内进行且所述油与溶剂混合物的粘度使得其不需 要进一步的降低。在降低所述油与溶剂混合物的粘度背后的通常目的是使得在所述过程的 随后步骤中除去更小的渣(例如,比105微米细的细渣和大于45微米的细渣)更容易。如 本领域技术人员将理解的,所述降低粘度的油与溶剂混合物的粘度被降低到的量(和因此 的所添加的任何另外的有机溶剂的量)将在大的程度上由所述方法的剩余步骤的参数支 配,所述参数特别包括步骤的速度和/或数量,通过其除去更小的渣以最终产生凝固的橡 胶和来自其的固体的纯化的橡胶。
[0073] 在本文中描述的方法的某些实施例中,进入下一渣除去过程的所述降低粘度的油 与溶剂混合物或油与溶剂混合物/液体材料的固体物含量为2_18重量%、优选5_ 15重 量% (基于所述降低粘度的油与溶剂混合物或所述油与溶剂混合物/液体材料的总重量), 其中固体物包括渔、橡胶和树脂。在根据本文中描述的方法的第一实施例的某些实施例中, 所述降低粘度的油与溶剂混合物(或所述油与溶剂混合物)包含〇. 5-7重量%的橡胶和 0· 5_8重量%的树脂(基于所述降低粘度的油与溶剂混合物或所述油与溶剂混合物的总重 量)。
[0074]如先前所讨论的,在本文中公开的方法的某些实施例中,将另外的极性有机溶剂、 非极性有机溶剂或其组合(其各自可与存在于所述浆料中的所述有机溶剂相同或不同)添 加到所述油与溶剂混合物以形成具有低于200厘泊(例如,10-200厘泊)的粘度的降低粘 度的油与溶剂混合物。在另外的实施例中,将另外的极性有机溶剂、非极性有机溶剂或其组 合添加到所述油与溶剂混合物以形成具有低于 300厘泊(例如,10-300厘泊)的粘度的降 低粘度的油与溶剂混合物。可添加一种或超过一种有机溶剂。可添加一种或超过一种极性 有机溶剂。可添加一种或超过一种非极性有机溶剂。所述降低粘度的油与溶剂混合物包含 渣、溶解的橡胶和树脂以及有机溶剂。在某些优选的实施例中,将另外的极性有机溶剂添加 到所述油与溶剂混合物以形成降低粘度的油与溶剂混合物。在某些优选的实施例中,为了 简化所述方法,所添加的任何另外的极性有机溶剂与包含在所述浆料内的所述至少一种极 性有机溶剂相同。被添加的任何另外的极性有机溶剂的量小于导致所述降低粘度的油与溶 剂混合物内包含的橡胶凝固的量,因为所述橡胶应在所述降低粘度的油与溶剂混合物内保 持为溶解的。如本领域技术人员将理解的,所添加的另外的有机溶剂的具体量将取决于所 述油与溶剂混合物的体积和包含在所述油与溶剂混合物内的极性和非极性有机溶剂的相 对量。在降低所述油与溶剂混合物的粘度背后的通常目的是使得在所述过程的随后步骤中 除去更小的渣(例如,比105微米细的细渣和大于45微米的细渣)更容易。如本领域技 术人员将理解的,所述降低粘度的油与溶剂混合物的粘度被降低到的量(和因此的所添加 的另外的有机溶剂的量)将在大的程度上由所述方法的剩余步骤的参数支配,所述参数特 别包括步骤的速度和/或数量,通过其除去更小的渣以最终产生凝固的橡胶和来自其的固 体的纯化的橡胶。在根据本文中描述的方法的第二实施例的某些实施例中,进入下一渣除 去过程的所述降低粘度的油与溶剂混合物或液体材料的固体物含量为2-18重量%、优选 5-15重量% (基于所述降低粘度的油与溶剂混合物的总重量),其中固体物包括渣、橡胶和 树脂。在根据本文中描述的方法的第二实施例的某些实施例中,所述降低粘度的油与溶剂 混合物包含0· 5-7重量%的橡胶和0· 5-8重量%的树脂(基于所述降低粘度的油与溶剂混 合物的总重量)。
[0075] 渣的第二次除去
[0076] 如从本文中公开的方法的先前描述应是清楚的,在通过从所述浆料除去所述渣的 大部分而产生所述油与溶剂混合物之后,另外的渣残留在所述油与溶剂混合物内,其部分 必须除去以产生商业上可接受的最终橡胶产物。如先前所讨论的,在本文中公开的方法的 第一和第三实施例中,从所述降低粘度的油与溶剂混合物或从所述油与溶剂混合物除去 8〇-95重量%的渣(基于存在于所述降低粘度的油与溶剂混合物或其渣的大部分已被除去 的所述油与溶剂混合物中的渣的总重量)以形成纯化的油与溶剂混合物。被除去以形成所 述纯化的油与溶剂混合物的所述渣的大部分具有小于105微米的粒度。(换句话说,被除去 的所述渣的至少50重量%具有小于1〇5微米的粒度和在某些实施例中被除去的所述渣的 至少90重量%或95重量%具有小于105微米的粒度。被除去的所述渣的粒度范围可通过 如下测定:千燥所述渔以除去有机溶剂,然后使经干燥的物质经历粒度分析例如通过筛分 析。用于粒度分析的多种方法是本领域技术人员公知的。)所述纯化的油与溶剂混合物包 含溶解的橡胶和树脂以及有机溶剂。在本文中公开的方法的某些实施例中,除去至少 85重 量% (例如,85-95重量%)或至少90重量% (例如,90-95重量% )的渣以形成纯化的油 与溶剂混合物。在根据本文中公开的方法的第一和第三实施例的某些优选的实施例中,除 去另外的渣以产生进一步纯化的油与溶剂混合物通过使用离心机、任选地转盘式离心机实 现。在某些实施例中,当利用转盘式离心机时,其以足以产生4, 000至12, 000、优选7, 000 至10, 000的g力的速度运行。利用超过一个离心机或超过一种处理方法来除去另外的渣 以产生纯化的油与溶剂混合物也在本文中描述的方法的第一和第三实施例的某些实施例 的范围内。在本文中描述的方法的某些实施例中,所述纯化的油与溶剂混合物的固体物含 量为 2_ie重量%、优选3-12重量% (基于所述纯化的油与溶剂混合物的总重量),固体物 包括橡胶、树脂和渣。在根据本文中描述的方法的某些实施例中,所述纯化的油与溶剂混合 物包含〇· 5_7重量%的橡胶和0· 5-8重量%的树脂(基于所述纯化的油与溶剂混合物的总 重量)。
[0077] 纯化的油与溶剂混合物的进一步纯化
[0078] 如先前所讨论的,任选地本文中公开的方法的某些实施例,对所述纯化的油与溶 剂混合物进行处理以除去另外的渣,由此产生包含0.01-1 %的渣(基于存在于所述浆料 中的渣的总重量)的澄清的橡胶溶液。在某些这样的实施例中,0.01-0.5%的渣或甚至 0.01-0· 1 %的渣(基于存在于所述浆料中的渣的总重量)残留在所述澄清的橡胶溶液中。 (从所述纯化的油与溶剂混合物)除去的另外的渣的90-99% (按重量计)具有大于45微 米的粒度和在另外的实施例中,被除去的另外的渣的95-99重量%具有大于45微米的粒 度。所述澄清的橡胶溶液包含溶解的橡胶和溶解的树脂(来自所述植物物质)以及极性和 非极性有机溶剂。在某些优选的实施例中,从所述纯化的油与溶剂混合物除去另外的渣通 过如下实现:过滤,任选地通过使用包含45微米或更小的开口的筛-条元件型过滤器,通过 转动叶片连续地刮去。筛-条元件型过滤器以具有流体通过其的规定尺寸的开口的筛过滤 器为特征。比所述开口大的固体物被所述筛过滤器捕获且通过刮去、例如通过转动叶片刮 去而从所述筛过滤器除去。然后所述固体物可降落到所述过滤器装置的底部,在该处可周 期性地收集和/或排出它们。可使用其它方法,包括,但不限于其它过滤方法,以从所述纯 化的油与溶剂混合物除去另外的渣以产生包含0· 01-1 %的渣(基于存在于所述浆料中的 渣的总重量)的澄清的橡I父溶液。利用超过一种过滤器或超过一种处理方法来除去所述另 外的渣,由此产生包含0.01-1 %的渣(基于存在于所述浆料中的渣的总重量)的澄清的橡 胶溶液,也在本文中描述的方法的范围内。
[0079] 有机溶剂
[0080] 在本文中公开的方法的实施例的任一个中,包含在所述装料内(或在第三实施例 的溶解的银胶菊橡胶溶液内)的有机溶剂和添加到所述油与溶剂混合物以形成降低粘度 的油与溶剂混合物或添加到所述方法中的别处的任何另外的有机溶剂(极性有机溶剂、非 极性有机溶剂、或其组合)可相同或不同(即,可利用总的一种非极性有机溶剂和可利用总 的一种极性有机溶剂,或者替代地可利用各自的超过一种)。优选地,在所述方法内利用的 所有非极性有机溶剂是相同的且在所述方法内利用的所有极性有机溶剂是相同的。
[0081]在本文中公开的方法的前述实施例的任一个中,所述浆料(或在第三实施例的溶 解的银胶菊橡胶溶液内)的所述至少一种极性有机溶剂和添加到所述油与溶剂混合物以 形成降低粘度的油与溶剂混合物或添加到所述方法中的别处的任何另外的极性有机溶剂 可选自具有1至 8个碳原子的醇(例如,乙醇、异丙醇、乙醇等);具有2至8个碳原子的醚 和酯;具有4至8个碳原子的环状醚;和具有 3至8个碳原子的酮(例如,丙酮、甲基乙基酮 等);及其组合。在本文中公开的方法的某些优选的实施例中,所述至少一种非极性有机溶 剂和任何另外的非极性有机溶剂各自为己烷或环己烷,其中所述至少一种极性有机溶剂和 任何另外的极性有机溶剂任选地为丙酮。其它极性有机溶剂(单独地或组合地)可用在本 文中公开的方法的实施例中,只要所述极性有机溶剂优先使非橡胶可提取物(例如,树脂) 的一部分成为溶剂化物并(在某个浓度下)起作用以使天然橡胶凝固。在本文中公开的方 法的实施例的任一个中,可利用两种或更多种极性有机溶剂的混合物。
[0082] 在本文中描述的方法的前述实施例的任一个中,包含在所述浆料内的所述至少一 种非极性有机溶剂和添加到所述油与溶剂混合物以形成降低粘度的油与溶剂混合物或添 加到所述方法中的别处的任何另外的非极性有机溶剂可选自具有4至9个碳原子的烷烃 (例如,戊烷、己烷、庚烷、壬烷等);具有5至10个碳原子的环烷烃和烷基环烷烃(例如, 环己烷、环戊烷等);具有6至12个碳原子的芳族化合物和烷基取代的芳族化合物(例如, 苯、甲苯、二甲苯等);及其组合。在根据本文中公开的方法的第一、第二和第三实施例的某 些优选的实施例中,所述浆料的所述至少一种极性有机溶剂和任何另外的极性有机溶剂各 自为丙酮,且所述浆料的所述至少一种非极性有机溶剂和任何另外的非极性有机溶剂任选 地为己烷或环己烷。其它非极性有机溶剂(单独地或组合地)可用在本文中公开的方法的 实施例中,只要所述非极性有机溶剂优先使天然橡胶成为溶剂化物。在本文中公开的方法 的实施例的任一个中,可利用两种或更多种非极性有机溶剂的混合物。
[0083] 如先前所讨论的,在本文中描述的方法的某些实施例中,包含在所述浆料内的至 少一种非极性有机溶剂和至少一种极性有机溶剂的相对量分别为50-90重量%和10-50重 量%,基于有机溶剂的总量。在某些优选的实施例中,所述至少一种非极性有机溶剂的量为 60-85重量%且所述至少一种极性有机溶剂的量为15-40重量%。在本文中公开的方法的 某些实施例中,如下是有利的:将组合的有机溶剂混合物(即,所述至少一种非极性有机溶 剂和所述至少一种极性有机溶剂)的粘度控制或调节到10-1000厘泊,特别是对于所述方 法的某些部分,例如其中橡胶和树脂正从植物的破裂的细胞溶解的浆料部分。在某些这样 的实施例中,将组合的有机溶剂混合物的粘度控制或调节到35-800厘泊。在前述范围内 的相对较高的粘度对于所述方法的其中从植物的破裂的细胞的橡胶和树脂溶解正在发生 的部分将是有用的,以使溶解最大化且使渣颗粒的沉降最小化。相反地,在前述范围内的 相对较低的粘度对于所述方法的其中橡胶和树脂已经被溶解、但渣正被洗涤的部分将是有 用的,以确保溶解的橡胶和树脂与液体/溶剂保持在一起而不是与溶剂润湿的渣保持在一 起。
[0084] 混杂的(miscellaneous)
[0085] 在根据本文中公开的方法的多个实施例中,一种或多种抗氧化剂可任选地与所 述植物物质、所述浆料一起或在从所述植物物质除去橡胶的方法中的别处利用。在本文 中公开的方法的优选的实施例中,在增加与非极性有机溶剂相比的极性有机溶剂的相对 量之前,将一种或多种抗氧化剂添加到所述澄清的橡胶溶液。然而,在本文中公开的方 法的另外的实施例中,可在所述过程期间在一个或多个其它的时刻添加一种或多种抗氧 化剂。优选地,当添加一种或多种抗氧化剂时,它们在从所述降低粘度的油与溶剂混合 物除去至少80°%、至少85%或至少90%的渣之后添加。或者,在本文中公开的方法的某 些实施例中,一种或多种抗氧化剂可在将其引入到所述浆料中之前添加到所述植物物质。 在本文中公开的方法中用作所述一种或多种抗氧化剂的合适的化合物包括,但不限于, 2, 6-二-叔丁基-4-甲基苯酚(也称作2,6-二-叔丁基-对甲酚);N-(1,3-二甲基丁 基)-Ν' -苯基-1, 4-苯二胺;十八烧基-3_ (3, 5-二-叔丁基轻基苯基)-丙酸酯(可 作为Irganox? 1076商购得到);4,6-双(辛基硫代甲基)-邻甲酚(可作为Irganox? 1520商购得到),一元受阻酚例如6-叔丁基-2, 4-二甲苯酚、苯乙烯化的酚、丁基化的辛 基酚;双酚,例如4, 4' -亚丁基双(6-叔丁基-间甲酚)、聚丁基化的双酚A、受阻氢醌例 如2, 4-二-叔戊基氢醌;聚酚,例如丁基化的对甲酚-二环戊二烯共聚物;酚硫化物例如 4, 4' -硫代双(6-叔丁基-3-甲基-苯酚)、烷基化的-芳基化的双酚亚磷酸酯例如三(壬 基苯基)亚磷酸酯、三嗪三酮例如三(2-羟基乙基)-三嗪三酮的烷基化的羟基肉桂酸三 酯、三(烷基羟基苄基)-三嗪三酮;季戊四醇酯例如四(亚甲基-3, 5-二-叔丁基-4-羟 基氢化肉桂酸酯)-甲烷;取代的二苯基胺例如辛基化的二苯基胺、对-(对-甲苯磺酰胺 基)-二苯基胺、壬基化的二苯基胺、二异丁烯-二苯基胺反应产物;二氢喹啉例如6-十二 烷基-1,2-二氢-2, 2, 4-三甲基喹啉;二氢喹啉聚合物例如1, 2-二氢-2, 2, 4-三甲基喹啉 聚合物;巯基苯并咪唑例如2-巯基苯并咪唑;二硫代氨基甲酸金属盐例如二丁基二硫代氨 基甲酸镍、二异丁基二硫代氨基甲酸镍、二甲基二硫代氨基甲酸镍;酮/醛-芳基胺反应产 物例如苯胺-丁醛缩合产物、二芳基胺-酮-醛反应产物;和取代的对苯二胺例如二-b-萘 基-对-亚苯基苯二胺和N_苯基-Ν' -环己基-对苯二胺。在利用至少一种抗氧化剂的本 文中公开的方法的那些实施例中采用的抗氧化剂的总量可在通过所述方法最终制造的纯 化的固体橡胶的0. 2重量%至2重量%范围内(基于小于0. 5重量%溶剂的纯化的固体橡 胶的重量)。
[0086] 如先前所讨论的,增加在所述澄清的橡胶溶液内的与非极性有机溶剂相比的极性 有机溶剂的相对量以使溶解在所述澄清的橡胶溶液内的橡胶凝固。在某些实施例中,通过 添加另外的极性有机溶剂增加极性有机溶剂的量。在另外的实施例中,通过除去非极性有 机溶剂增加极性有机溶剂的相对量。使极性有机溶剂的相对量增加到导致包含在所述澄清 的橡胶溶液内的橡胶开始凝固的程度。被添加的另外的极性有机溶剂的具体的量和/或被 除去的非极性有机溶剂的具体的量将取决于所述油与溶剂混合物的体积和包含在所述油 与溶剂混合物内的极性和非极性有机溶剂的相对量和取决于所期望的橡胶凝固的量。较高 分子量的橡胶(就最终产物而言,其通常是更加期望的)将首先凝固。在根据第一、第二和 弟二实施例的某些实施例中,控制凝固使得较高分子量的橡胶(优选具有至少800, 〇〇〇 (例 如,800, 000-1,5, 00, 〇〇〇)、甚至更优选至少 1,〇〇〇, 〇〇〇 (例如,1,〇〇〇, 〇〇〇-1,5〇〇, 〇〇〇)的分 子量的橡胶)凝固且较低分子量的橡胶保持在溶液中。本文中提及的橡胶的分子量通过 GPC利用聚苯乙烯标准物测定。
[0087] 在本文中公开的方法的某些实施例中,容许一定量的沉降时间使得包含较高分子 量的橡胶的级分可与包含较低分子量的橡胶和树脂的较轻级分分离可为有帮助的。在本文 中公开的方法的某些实施例中,可利用分离器(任选地为圆锥体形状的)帮助所述分离,由 此较重的较高分子量的橡胶级分沉降在所述分离器的底部且可从所述底部除去(例如通 过泵送)。在本文中公开的方法的某些实施例中,所述较高分子量的橡胶级分的除去是连续 的以在所述分离器内保持恒定的或相对恒定的相界面。上部的相(包含较低分子量的橡胶 和树脂)可被分离且可以多种方式再循环或再使用。在某些实施例中,可通过添加另外的 极性有机溶剂和除去非极性有机溶剂两者来增加与非极性有机溶剂相比的极性有机溶剂 的相对量。在某些实施例中,可将一种或超过一种另外的极性有机溶剂以使溶解在所述澄 清的橡胶溶液中的橡胶凝固的总量添加到所述澄清的橡胶溶液中。在优选的实施例中,当 添加另外的极性有机溶剂时,其为与包含在所述浆料内的相同的极性有机溶剂。在根据第 一、第二和第三实施例的另外的实施例中,当添加另外的极性有机溶剂时,其可为与包含在 所述浆料内的不同的极性有机溶剂。
[0088] 如先前所讨论的,根据本文中公开的方法,可由在所述澄清的橡胶溶液中凝固的 凝固的橡胶产生固体的纯化的橡胶。多种方法可被用于分离所述固体的纯化的橡胶。这些 方法通常包括除去与凝固的橡胶有关的溶剂(主要是非极性有机溶剂,但还有某个极性有 机溶剂)。残余的溶剂可从凝固的橡胶通过使所述溶剂蒸发例如利用施加热量和/或真空 而除去。在本文中公开的方法的某些实施例中,所述残余的溶剂在一个或多个阶段(两个、 三个、四个、五个或更多个)中除去,所述阶段包括使用热量和真空两者。在某些实施例中, 被施加的热量优选使凝固的橡胶的温度升高到高于与凝固的橡胶有关的残余的有机溶剂 的沸点。在某些实施例中,该温度为40?至100?以促进溶剂的除去。在某些实施例中,将 压力降低至3- 3〇英寸Hg(10-lOOkPa)以促进溶剂的除去。被除去的溶剂可被浓缩和回收 用于进一步的使用。在优选的实施例中,所产生的固体的纯化的橡胶具有至少800, 000 (例 如,800, 000-1,500, 000)、甚至更优选至少 1,000, 〇〇〇 (例如,800, 000-1, 500, 000)的分子 量,分子量是基于聚苯乙烯标准物。从凝固的橡胶除去的溶剂的量将根据所期望的用途和 装运方法而改变。在某些实施例中,可将固体的纯化的橡胶收集到大包(bale)中。在优选 的实施例中,在所述固体的纯化的橡胶已经历一个或多个溶剂除去步骤之后,挥发性物质 的不超过2重量%、优选不超过1重量%和甚至更优选不超过〇. 8重量% (基于所述固体的 纯化的橡胶的总重量)保持在所述固体的纯化的橡胶内。如先前所讨论的,根据本文中描 述的方法的某些实施例,当所述固体的纯化的橡胶包含〇. 8重量%的挥发性物质时,其还 将包含0. 05-0. 5重量%的污物、0· 2-1. 5重量%的灰分和〇. 1-4重量%的树脂。(应理解, 根据本文中公开的方法制造的固体的纯化的橡胶可包含相对较多或较少的有机溶剂,且为 了确定是否已实现污物、灰分和树脂的充分除去,提供〇. 8重量%的挥发性物质作为示例 性含量。在某些优选的实施例中,所述固体的纯化的橡胶包含〇. 8重量%或更少的挥发性 物质。
[0089] 在本文中描述的方法的某些实施例中,从浆料除去的橡胶的量占包含在包含植物 物质的浆料内的橡胶的至少95重量% (例如,95-99重量%或95-98重量%)。优选地, 在这样的实施例中,所述植物物质是来自银胶菊灌木。在本文中描述的方法的某些更优选 的实施例中,从楽料除去的橡胶的量占包含在包含植物物质的楽料内的橡胶的至少96重 量% (例如,96-99重量%或96-99重量% )。在某些实施例中,所述植物物质是来自银胶菊 灌木。在本文中描述的方法的优选的实施例中,从浆料除去的橡胶的量占包含在包含植物 物质的浆料内的橡胶的至少98重量%。优选地,在这样的实施例中,所述植物物质是来自 银胶菊灌木。存在于包含植物物质的浆料中的总的橡胶可按照与如以上所讨论的用于测定 存在于所述浆料中的总的渣类似的方法测定,除了集中于由反复的离心和清洗获得的上清 液之外。在(使用先前描述的反复的离心和清洗)已从浆料样品除去所有的渣之后,将上 清液部分收集在一起并通过添加另外的极性溶剂使其内的橡胶凝固(树脂将保持溶解)。 极性溶剂应在超过凝固开始的时刻添加以确保较低分子量的橡胶以及较高分子量的橡胶 的凝固。然后可将凝固的橡胶从所述溶剂过滤掉,用若干种另外的纯的极性溶剂级分清洗 (清洗液被添加到包含树脂的溶剂部分)。在千燥(以除去任何残留的溶剂)之后,将橡胶 称重并且可计算在原始的包含植物物质的浆料中的橡胶的总量。存在于包含植物物质的浆 料中的总的树脂可通过如下测定:将在橡胶凝固之后留下的溶剂(包括用于清洗凝固的橡 胶的所有另外的极性溶剂清洗液在内)干燥。
[0090] 温度
[0091] 如先前所讨论的,本文中的方法的多个方面在10-80°c的一种或多种温度和 35-1000kPa的压力下进行且所述方法的不同方面可在相同的温度下或在不同的温度下进 行)。在根据本文中公开的方法的某些实施例中,所述方法的多个方面在10-50?的一种或 多种温度下进行(优选所述方法的那些方面在本文中的多个实施例中被表示为(a)-(e)和 /或满足在其中从凝固的橡胶除去有机溶剂的阶段之前的描述)。如本领域技术人员将理 解的,所述方法的各个方面在其下进行的具体的一种或多种温度可取决于被利用的所述至 少一种极性有机溶剂和至少一种非极性有机溶剂的身份而改变。然而,意欲本文中公开的 方法的涉及如下的那些方面将在所利用的至少一种极性有机溶剂和至少一种非极性有机 溶剂的混合物的沸点以下的一种或多种温度下运行:从所述浆料除去渣以产生油与溶剂混 合物;添加另外的极性有机溶剂以产生降低粘度的油与溶剂混合物;从所述降低粘度的油 与溶剂混合物(或所述油与溶剂混合物)除去80-95重量%的渣以形成纯化的油与溶剂混 合物;和任选地处理所述纯化的油与溶剂混合物以除去另外的渣,由此产生包含0. 01-1重 量%的渣的澄清的橡胶溶液。所述方法的随后的或稍后的方面(即,增加在所述澄清的橡 胶溶液内的与非极性有机溶剂相比的极性有机溶剂的相对量以使所述橡胶凝固和由凝固 的橡胶产生固体的纯化的橡胶)优选在高于所述至少一种极性有机溶剂的沸点和/或高于 所述至少一种极性有机溶剂和至少一种非极性有机溶剂的混合物的沸点的一种或多种温 度下进行。
[0092] 在本文中描述的方法的第一、第二、第三和第四实施例各自内的多个步骤优选在 连续的基础上进行。在本文中描述的方法的第一和第二实施例的某些实施例中,(a)-(g)在 连续的基础上进行。
[0093] 实例
[0094] 下列实例仅用于说明的目的且不意欲限制附于此的权利要求的范围。
[0095] 除非另外定义,本文中使用的所有技术和科学术语具有与本申请的技术所属领域 的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管已经通过其实施例的描述对本申请进行了说 明,且尽管己经相当详细地描述了所述实施例,但本 申请人:的意图不是将所附权利要求的 范围限制或以任何方式限定到这样的细节。另外的优点和改进对于本领域技术人员将容易 地显现。因此,在其较广泛的方面中,本申请不限于所显示和描述的具体细节、代表性的实 施例和说明性的实例。因此,在不背离本 申请人:的总的发明构思的精神或范围的情况下,可 从这样的细节作出改变。
[0096] 实例 1
[0097] 制备样品以模拟从非三叶胶橡胶来源除去橡胶。使用冠军瓶(champion bottle) 制备体积为500mL且由12.4% (重量/重量)的不溶性细粒物(fine)(所述不溶性细粒物为 渣和来自银胶菊灌木粒料的收获的污物/ 土壤)、4. 8% (重量/重量)的可溶性橡胶(由 源自银胶菊灌木的天然橡胶胶乳的凝固获得)和1. 6% (重量/重量)的混合的可溶性树 脂加降解的橡胶组成的样品。所述混合的可溶性树脂加降解的橡胶和所述不溶性细粒物是 使用 8〇重量%己烷和2〇重量%丙酮的共溶剂混合物从银胶菊灌木粒料获得的。所述粒 料是由切碎的银胶菊灌木在约1.5年之前制备并储存的。在使用时,所述粒料即使包含水 分,也只包含可忽略的水分。使用丙酮和己烷的共溶剂(所述共溶剂包含80重量%的己烷 和20重量%的丙酮)溶解所述不溶性细粒物、可溶性橡胶和混合的可溶性树脂加降解的橡 胶。用手摇动所述样品,然后将其快速倒入15mL离心机管中(在各次倾倒之间用手摇动)。 [00 98]为了模拟除去渣的步骤,通过将所述l5mL离心机管放置到使用lOOOxg(样品卜A) 和3000xg(样品丨-B)的设置的福乐伟( Flottweg)瓶离心机中达下面在表1中指示的时间 而进行^转试验。通过如下进行第三处理:首先使用1000xg的设置 5分钟,然后使来自该 试验的呙心液(centrate)经历在3000xg(样品1-C)的第二次旋转处理。在旋转完成后, 取下试验样品并对其进行分析以确定固体物的压实量和沉淀的材料的体积%(结果呈现 在表1中)。之后,从固体物倾析出离心液。对倾析出的离心液在去溶剂化(以除去全部或 基本上全部的溶剂和留下可溶性和不溶性固体物两者)之后进行分析。然后可计算残留的 不溶性固体物的重量百分数并将其与不超过6%的不溶性固体物的目标进行比较(结果呈 现在表2中)。之后,分析来自所述管的底部的固体物以确定其中包含的可溶性和不溶性固 体物的相对量(结果呈现在表2中)。

【权利要求】
1. 一种增加从非三叶胶植物的橡胶收取率的方法,所述方法包括: A. 利用压块,所述压块包括:(i)包括渣、橡胶、树脂、残余的水的具有1. 5"或更小的平 均尺寸的经压缩的切碎的植物物质,和(ii)不超过5重量%来自非三叶胶植物的叶子,其 中所述压块具有比未经压缩的植物物质的密度高40-325%的密度; B. 使所述压块经历有机溶剂提取过程,由此使所述压块与至少一种极性有机溶剂和至 少一种非极性有机溶剂混合以形成包含植物物质、有机溶剂和0. 5-10重量%水的浆料;和 C. 加工所述浆料以除去渣和树脂并收取所述压块内包含的所述橡胶的至少95-99重 量%。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中所述切碎的植物物质来自银胶菊灌木且(B)和 (C)包括: a. 由如下制备浆料:(i)所述压块,其中所述压块包含包括渣、橡胶和树脂的来自非三 叶胶植物的植物物质,(ii)所述至少一种非极性有机溶剂和(iii)所述至少一种极性有 机溶剂,其中所述浆料包含10-50重量%来自所述压块的植物物质、50-90重量%的组合的 (ii)和(iii)、和0.5-10重量%来自所述植物物质的水; b. 从所述浆料除去所述渣的大部分以产生油与溶剂混合物和第一渣部分; c. 任选地将另外的极性有机溶剂、非极性有机溶剂或其组合添加到所述油与溶剂混 合物以形成降低粘度的油与溶剂混合物,其中任何极性有机溶剂和非极性有机溶剂可与在 (a)中利用的那些相同或不同,且其中添加的任何另外的极性有机溶剂的量小于导致在所 述降低粘度的油与溶剂混合物内包含的橡胶凝固的量; d. 从由(b)或(c)得到的所述油与溶剂混合物除去渣的80-95重量% (基于存在于所 述油与溶剂混合物中的渣的总重量)以形成纯化的油与溶剂混合物和第二渣部分,其中被 除去的所述渣的大部分具有小于105微米的粒度; e. 任选地处理所述纯化的油与溶剂混合物以除去另外的渣,由此产生包含0. 01-1重 量%的渣(基于存在于所述浆料中的渣的总重量)的澄清的橡胶溶液,其中被除去的所述 另外的渣的90-99%具有大于45微米的粒度; f. 增加在所述澄清的橡胶溶液内的与非极性有机溶剂相比的极性有机溶剂的相对量 以使所述橡胶凝固;和 g. 由凝固的橡胶产生固体的纯化的橡胶,其中当所述固体的纯化的橡胶包含0. 8重 量%挥发性物质时,其还包含0. 05-0. 5重量%污物、0. 2-1. 5重量%灰分和0. 1-4重量%树 脂; 其中至少(a)-(e)在10-80°C的一种或多种温度和35-1000kPa的压力下进行。
3. 如权利要求1或权利要求2中提供的方法,其中所述压块包含至少一种抗氧化剂。
4. 如权利要求2中提供的方法,其中步骤(b)和(d)的至少一个包括使用离心机。
5. -种用于从非三叶胶植物除去橡胶的基于有机溶剂的方法,所述方法包括: a. 利用包含如下的浆料:(i)来自银胶菊灌木的植物物质,所述植物物质包括渣、橡胶 和树脂;(ii)至少一种非极性有机溶剂;和(iii)至少一种极性有机溶剂,其中所述浆料包 含10-50重量%植物物质、50-90重量%的组合的(ii)和(iii)、和0.5-10重量%来自所 述植物物质的水; b. 从所述浆料除去所述渣的大部分以产生油与溶剂混合物和第一渣部分; C.任选地将另外的极性有机溶剂、非极性有机溶剂或其组合添加到所述油与溶剂混 合物以形成降低粘度的油与溶剂混合物,其中任何极性有机溶剂和非极性有机溶剂可与在 (a)中利用的那些相同或不同,且其中添加的任何另外的极性有机溶剂的量小于导致在所 述降低粘度的油与溶剂混合物内包含的橡胶凝固的量; d. 从由(b)或(c)得到的所述油与溶剂混合物除去渣的80-95重量% (基于存在于所 述油与溶剂混合物中的渣的总重量)以形成纯化的油与溶剂混合物和第二渣部分,其中被 除去的所述渣的大部分具有小于105微米的粒度; e. 任选地处理所述纯化的油与溶剂混合物以除去另外的渣,由此产生包含0. 01-1重 量%的渣(基于存在于所述浆料中的渣的总重量)的澄清的橡胶溶液,其中被除去的所述 另外的渣的90-99%具有大于45微米的粒度; f. 增加在所述澄清的橡胶溶液内的与非极性有机溶剂相比的极性有机溶剂的相对量 以使所述橡胶凝固;和 g. 由凝固的橡胶产生固体的纯化的橡胶,其中当所述固体的纯化的橡胶包含0. 8重 量%挥发性物质时,其还包含0. 05-0. 5重量%污物、0. 2-1. 5重量%灰分和0. 1-4重量%树 脂; 其中至少(a)-(e)在10-80°C的一种或多种温度和35-1000kPa的压力下进行。
6. 根据权利要求2或权利要求5所述的方法,其中在(b)中从所述浆料除去的渣的大 部分为在所述浆料内包含的所述渣的60-95重量%。
7. 根据权利要求2或权利要求5所述的方法,其中在(b)中除去渣的大部分是利用螺 旋压力机且所述大部分为51-60重量%。
8. 根据权利要求2或权利要求5所述的方法,其中在(b)中除去渣的大部分是利用逆 流提取器且所述大部分为70-95重量%。
9. 根据权利要求2或权利要求5所述的方法,其中在(b)之前,所述浆料中的所述植物 物质已与所述溶剂(ii)和(iii)接触0. 3至3小时。
10. 根据权利要求2或权利要求5所述的方法,其中在(d)中除去的渣的80-95重量% 通过离心机除去。
11. 根据权利要求10所述的方法,其中所述离心机为以足以产生4, 000-12, 000的g力 的速度运行的转盘式离心机。
12. 根据权利要求2或权利要求5所述的方法,其中将所述第一渣部分和所述第二渣部 分的至少一种的至少一部分再循环到所述浆料中以容许将与所述渣部分有关的另外的橡 胶或树脂转移到在(b)中产生的所述油与溶剂混合物中。
13. 根据权利要求2或权利要求5所述的方法,其中所述植物物质包括切碎的银胶菊灌 木,所述切碎的银胶菊灌木包括树皮和木质组织,其中所述植物材料的不超过5重量%包 括叶子。
14. 根据权利要求2或权利要求5所述的方法,其中至少(a)-(e)在10-50°C的一种或 多种温度下进行。
15. 根据权利要求2或权利要求5所述的方法,其中所述非极性有机溶剂和任何另外 的非极性有机溶剂为己烷或环己烷,且所述极性有机溶剂和任何另外的极性有机溶剂为丙 酮。
16. 根据权利要求2或权利要求5所述的方法,其中(a)的植物物质包含在经陈化的压 块内,其中所述压块包含渣、橡胶、树脂和小于5重量%的银胶菊植物叶子,且所述压块在 形成之后已被陈化21-200天。
17. 根据权利要求2或5所述的方法,其中(a)的植物物质包含在经陈化的压块内,其 中所述压块包含渣、橡胶、树脂和小于5重量%的银胶菊植物叶子,且所述压块在形成之后 已被陈化21-200天,(b)包括使用倾析器型离心机,且(d)包括使用转盘式离心机。
【文档编号】C08C1/04GK104245743SQ201380021313
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年3月6日 优先权日:2012年3月6日
【发明者】黄颖怡, M·斯梅尔, R·怀特, H·穆里, W·科尔 申请人:株式会社普利司通
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