JP2022544666A

JP2022544666A - 酸化分解を介する超吸収性ポリマーの分解

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Publication number: JP2022544666A
Application number: JP2022509184A
Authority: JP
Inventors: アルセン、シモニャン
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2020-08-19
Publication date: 2022-10-20
Anticipated expiration: 2040-08-19
Also published as: JP2023162324A; WO2021042113A1; US20230167265A1; US20210054165A1; JP7350157B2; CN114245811A; EP3783055A1

Abstract

架橋されたポリ（アクリル酸）系超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を、可溶性ポリアクリル酸ポリマーに分解するための方法が開示される。分解は、少なくとも１つのカチオン及び少なくとも１つのアニオンを含む酸化性水溶性塩を用いて達成される。

Description

本発明は、概して、ポリ（アクリル酸）系超吸収性ポリマー（superabsorbent polymer、ＳＡＰ）の酸化分解に関し、特に、消費者使用後のＳＡＰのリサイクルに有用である。酸化性水溶性塩を使用して、ＳＡＰを分解する。

おむつ及びパンツ、婦人衛生物品などの吸収性衛生製品（absorbent-hygiene products、ＡＨＰ）のリサイクルは、持続可能性に関する世界的な課題という観点から必要である。多くの消費者向け企業は、リサイクルされた材料を１００％使用して、消費者廃棄物及び製造廃棄物の埋め立てをゼロにするように努めている。これらの目標に加えて、リサイクルを成功させることは、環境、経済の活性化、人々の健康及び水質の改善、並びに世界の発展途上地域の消費者が必要とするエネルギーの生成に役立つ。

ＡＨＰの主成分は、典型的には、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）であるが、少量の成分は、接着剤、セルロース繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリエステルである。ＡＨＰのリサイクルは、それらの使用中に蓄積された汚れからＡＨＰを洗浄すること、及び様々な成分をリサイクルされた材料流に分離することを伴う。より具体的には、リサイクルされたＳＡＰ材料流は、ＡＨＰよりも要求が低い用途で使用され得（リサイクルされたＳＡＰは、バージンＳＡＰと比較して劣った特性を有するため）、かつ／又は本質的に直鎖状若しくは分岐鎖状の架橋されていないポリ（アクリル酸）（poly(acrylic acid)、ＰＡＡ）に変換され得る。次いで、このＰＡＡは、様々な用途に供給材料として使用され得る。例えば、ＰＡＡは、水処理又は腐食防止などの用途において、そのままで使用され得るか、又はＰＡＡは、使用され得るか若しくは更にエステル化され得、次いで、接着剤、コーティングなどにおいて使用され得る。これらの用途は、バージンアクリル酸系化合物を、リサイクルされたＳＡＰ由来の化合物で置換することによって、ＳＡＰを他の生成物にリサイクルする取り組みの一環である。全ての場合において、目的は、バージン材料と同じ特性を達成することである。

リサイクルされたＳＡＰは、消費後にリサイクルされた（post-consumer recycled、ＰＣＲ）ＳＡＰ又は工業生産後にリサイクルされた（post-industrial recycled、ＰＩＲ）ＳＡＰであり得る。リサイクルされたＡＨＰからリサイクルされたＳＡＰ材料流を生成するプロセスの非限定的な例は、２０１５年８月４日に発行された米国特許第９，０９５，８５３（Ｂ２）号、及び２０１５年１０月１３日に発行された同第９，１５６，０３４（Ｂ２）号に開示及び特許請求されており、いずれも、ＦａｔｅｒＳ．ｐ．Ａ（イタリア）に付与された。

ほとんどのＳＡＰは、ポリ（アクリル酸）に基づくものであり、架橋された網状組織材料である。アクリル酸及び架橋剤からＳＡＰを生成するために使用される手順の非限定的な例は、２０１３年２月２６日に発行され、日本触媒株式会社（日本）に付与された米国特許第８，３８３，７４６（Ｂ２）号、及び２０１７年１１月２１日に発行され、ＢＡＳＦＳＥ（ドイツ）に付与された米国特許第９，８２２，２０３（Ｂ２）号に開示されている。

直鎖状ポリマーを分解又は脱重合する試みでは多くの参考文献が存在し、ポリマー網状組織に架橋された分岐鎖状ＰＡＡを含むＳＡＰを脱重合する取り組みでは数少ない参考文献が存在する。これらの取り組みにおいて使用されるエネルギーの典型的な形態（単一形態のエネルギー又は組み合わせのいずれか）は、超音波、ＵＶ、機械的（すなわち、拡張力／伸長力の存在下、例えば、Ｃａｒｕｓｏ，Ｍ．Ｍ．，ｅｔａｌ．，Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．，１０９（２００９），５７５５－５７９８）、熱的（例えば、ＭｃＮｅｉｌｌ，Ｉ．Ｃ．，ａｎｄＳａｄｅｇｈｉ，Ｓ．Ｍ．，ＰｏｌｙｍｅｒＤｅｇｒａｄ．Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，２９（１９９０），２３３－２４６）、及びマイクロ波である。

しかしながら、工業生産後にリサイクルされた（ＰＩＲ）ＳＡＰ（例えば、製造時に選別されて、消費者に提供されていない未使用のＡＨＰ由来、又は例えば、ＳＡＰが必要な性能基準を満たさない場合のＳＡＰ製造プロセス由来）を分解する、具体的には、消費後のＡＨＰ由来（すなわち、ＡＨＰが使用された後）の消費後にリサイクルされた（ＰＣＲ）ＳＡＰを分解する必要性が存在する。

米国特許第９，０９５，８５３（Ｂ２）号米国特許第９，１５６，０３４（Ｂ２）号米国特許第８，３８３，７４６（Ｂ２）号米国特許第９，８２２，２０３（Ｂ２）号

Ｃａｒｕｓｏ，Ｍ．Ｍ．，ｅｔａｌ．，Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．，１０９（２００９），５７５５－５７９８）ＭｃＮｅｉｌｌ，Ｉ．Ｃ．，ａｎｄＳａｄｅｇｈｉ，Ｓ．Ｍ．，ＰｏｌｙｍｅｒＤｅｇｒａｄ．Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，２９（１９９０），２３３－２４６）

したがって、リサイクルされたＳＡＰを、ＳＡＰの単位質量当たりのエネルギー及び電力が少なく、例えば比較的低温などの温和な条件で、環境上問題があると考えられる化学物質を使用せずに、短時間で、分解又は脱重合して、可溶性の直鎖状又は分岐鎖状のポリ（アクリル酸）（ＰＡＡ）にする必要性が存在する。ＳＡＰの単位質量当たりの低エネルギーが要求されるのは、ＳＡＰのリサイクル及びＰＡＡへのその分解又は脱重合が、ＳＡＰからＰＡＡへの変換の間に消費されるエネルギーが、プロピレンから化石由来のアクリル酸（ペトロＡＡ）を作製する際に使用されるエネルギー（ＡＡ１ｋｇ当たり約５０ＭＪ）よりも低い場合のみ有益であるという事実から生じる。次いで、リサイクルされたＳＡＰから生成されたＰＡＡは、接着剤、コーティング、水処理、織物ケアなどの他の用途の材料に誘導体化され得る。

本発明は、架橋されたポリ（アクリル酸）系超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を、可溶性ポリアクリル酸ポリマーに分解するための方法に関する。方法は、
ａ）ＳＡＰを提供する工程と、
ｂ）少なくとも１つのカチオン及び少なくとも１つのアニオンを含む酸化性水溶性塩を提供する工程と、
ｃ）水又は生理的食塩水（すなわち、水１リットル当たり０．９０重量％のＮａＣｌを含む溶液）などの水性担体を提供する工程と、
ｄ）ＳＡＰを、酸化性水溶性塩及び水性担体と混合する工程と、
ｅ）混合物を、３０℃～２００℃の温度に加熱して、ＳＡＰを、可溶性ポリアクリル酸ポリマー（ＰＡＡ）に分解する工程と、を含む。

酸化性水溶性塩は、方法工程ｄ）において、又は好ましくは方法工程ｄ）の前に、水性担体中に溶解し得る。

少なくとも１つのアニオンは、ペルオキシジスルフェート、ペルオキシモノスルフェート、ペルオキシジカーボネート、ペルオキシジホスフェート、ペルオキシジボレート、及びこれらの混合物、並びに組み合わせからなる群から選択され得る。好ましくは、少なくとも１つのアニオンは、ペルオキシジスルフェートである。

工程分解前後の実施例Ａ１７の写真であり、すなわち、左は、以下に記載される実験手順の工程５後の試料を示す写真であり、右は、実験手順が完了した後の試料を示す写真である。工程分解前後の比較例Ｃ１及びＣ２の写真であり、すなわち、左は、以下に記載される実験手順の工程５後の試料を示す写真であり、右は、実験手順が完了した後の試料を示す写真である。見てわかるように、実施例Ｃ１及びＣ２では分解は起こらなかった。

定義
本明細書で使用される場合、「超吸収性ポリマー」は、遠心保持容量（Centrifuge Retention Capacity、ＣＲＣ）試験方法（ＥＤＡＮＡ法ＮＷＳＰ２４１．０．Ｒ２）を使用して測定される場合、それらの重量の少なくとも１０倍の０．９％食塩水溶液を吸収し得る、架橋されたポリ（アクリル酸）系超吸収性ポリマーである、吸収性材料を指す。これらのポリマーは、典型的には、粒子形態（「超吸収性ポリマー粒子」）で使用される。「粒子」という用語は、顆粒、繊維、フレーク、球体、粉末、小板、並びに超吸収性ポリマー粒子の当業者に公知の他の形状及び形態を指す。

超吸収性ポリマー粒子は、球状の超吸収性ポリマー粒子、又は楕円状の超吸収性ポリマー粒子、又は不規則状の超吸収性ポリマー粒子、又は繊維状の超吸収性ポリマー粒子、すなわち細長い針状の超吸収性ポリマー粒子であり得る。

本明細書で使用される場合、「ポリ（アクリル酸）」又は「ＰＡＡ」という用語は、モノマー単位としてアクリル酸を含む本質的に架橋されていないポリ（アクリル酸）分子を指す。ＳＡＰとは対照的に、ＰＡＡは、水溶性である。本発明のＰＡＡは、直鎖状又は分岐鎖状であり得る。本発明のＰＡＡは、本発明の反応機構に起因して、酸素含有側基又は末端基を含み得る。ＰＡＡは、分解のために本発明の方法に提供されるＳＡＰを作製する場合に使用された架橋剤の非常に少量の反応生成物を更に含み得る。本発明に提供されるＳＡＰは、アクリル酸の量に基づいて、０．２モル％未満の架橋剤の反応生成物を含み得る。本発明の目的のために、ＰＡＡは、アクリル酸のポリマー及びアクリル酸のオリゴマーを含む。好ましくは、ＰＡＡは、最大１０ＭＤａ、より好ましくは最大１０ＭＤａの平均分子量Ｍｗを有するポリマーである。より好ましくは、ＰＡＡは、少なくとも１ｋＤａ、又は少なくとも５ｋＤａ、又は少なくとも１０ｋＤａの平均分子量を有するポリマーである。

本明細書で使用される場合、「分解」という用語は、脱重合、脱架橋、分子骨格破壊の作用、又は上記の作用の任意の組み合わせを介するＳＡＰのＰＡＡへの変換を指す。本発明の目的のために、分解、リサイクル、及び変換という用語は、それらがＳＡＰのＰＡＡへの変換を指す限り、互換的に使用される。

本明細書で使用される場合、「吸収性衛生製品」、「ＡＨＰ」という用語は、身体滲出物を吸収及び封じ込めるデバイスを指し、より具体的には、着用者の身体に対して又はその近位に配置して、身体から排出される様々な滲出物を吸収及び封じ込めるデバイスを指す。吸収性物品としては、おむつ（例えば、乳幼児用おむつ及び成人失禁用おむつ）、吸収性パンツ、吸収性インサート、生理用ナプキン若しくはパンティーライナーなどの婦人用保護吸収性物品などが挙げられる。「滲出物」という用語としては、尿、血液、膣***物、汗、及び糞便が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の好ましいＡＨＰは、おむつ、吸収性パンツ、及び／又は婦人用保護吸収性物品である。本発明の方法のために提供され得る、工業生産後又は消費後のＳＡＰが得られる可能性のあるＡＨＰは、使い捨てであり得る。

「使い捨て」は、通常の意味では、様々な期間にわたって限定された使用回数、例えば、２０回未満の使用、１０回未満の使用、５回未満の使用、又は２回未満の使用の後に、処分又は廃棄される物品を意味するのに使用される。使い捨て吸収性物品が、個人衛生用途のためのおむつ、パンツ、生理用ナプキン、生理用パッド、又はウェットワイプである場合、使い捨て吸収性物品は、（ほとんどの場合）１回の使用後に処分されることが意図され得る。

分解方法
予期せぬことに、ＳＡＰは、ＳＡＰを酸化性水溶性塩（以下、「塩」と称する）と混合することによって、特にアクリル酸のポリマーの形態で、可溶性ＰＡＡに分解され得ることが見出された。塩は、少なくとも１つのカチオン及び少なくとも１つのアニオンを含む。ＳＡＰ及び塩は、水又は生理的食塩水などの水性担体と混合される。

混合物を３０℃～２００℃の温度（以下、「高温」と称する）に加熱することによって、アニオンの少なくとも一部がラジカルに分解される。

高温は、少なくとも３５℃、又は少なくとも４０℃、又は少なくとも５０℃、又は少なくとも６０℃、又は少なくとも７０℃、又は少なくとも８０℃であり得る。高温は、１９０℃未満、又は１８０℃未満、又は１５０℃未満であり得る。一般に、２００℃を超える高温では、ＳＡＰは、制御されていない様式で分解及び崩壊を始めるが、これは、本発明にとって望ましくない。

加熱すると、塩の水素原子が、より具体的には、塩のアニオンの水素原子が除去され、アニオンがラジカルを形成する。混合物が加熱される高温は、塩の（ラジカル形成につながる）分解温度よりも少なくとも１０℃低くなり得るか、又は混合物は、少なくとも分解温度である高温に加熱され得るか、又は塩の分解温度よりも少なくとも１０℃高い高温に加熱され得る。

本明細書で使用される場合、「分解温度」は、水中での１０時間の半減期温度のことで、例えば、過硫酸アンモニウムでは６９℃、過硫酸カリウムでは６０℃である。

したがって、異なる塩（具体的には、異なるアニオン）は、異なる分解温度を有するため、最適な温度範囲の選択は、とりわけ塩の選択に依存する。形成されたラジカルは、例えば、ＳＡＰのポリマー鎖に含まれる脂肪族Ｃ－Ｈ基と反応することによって、ＳＡＰと反応し得る。このラジカル反応の結果として、ＳＡＰのポリマー鎖は分解され、分解されたＳＡＰポリマー鎖において、炭素中心ラジカルが形成される。反応はまた、ＳＡＰのカルボキシル基においても行われ得、炭素中心ラジカルももたらされる。更に代替的又は追加的には、反応は、窒素原子において起こり得、これは、ＳＡＰを最初に作製するために使用された架橋剤によって含まれ得る。窒素原子において反応が起こる場合、炭素中心ラジカルの代わりに窒素中心ラジカルが形成される。

理論に拘束されることを望むものではないが、以下の反応スキームは、ＳＡＰの可溶性ＰＡＡ（すなわち、以下の「脱架橋ポリマー生成物」）への分解プロセスを例示的に示すと考えられ、

（水性媒体中のサルフェート及び水酸ラジカルの生成）

式中、Ｒは、Ｈ、又はアルカリ性カチオン、アンモニウムカチオン、又は架橋残基である。

混合物は、高温で１０分間～５時間、好ましくは１０分間～４時間、より好ましくは１０分間～３時間維持され得る。より短い時間は、経済的な観点から好ましい。より短いプロセス時間は、例えば、より高い塩濃度、より高い温度（しかしながら、２００℃未満）、及び／又はＳＡＰと塩との最適化混合によって得ることができる。混合物が高温に保たれる時間はまた、望ましい分解の程度（すなわち、プロセスによって得られるＰＡＡの平均分子量）に依存する。一般に、ＳＡＰが分解され、その結果、不溶性ＳＡＰが存在しないか、又はわずかな量しか存在しないと、全てのＳＡＰが可溶性ＰＡＡに分解されたことを示し、混合物は、高温で維持される必要がなくなり、温度は、室温（２５℃）以下に下げられ得る。

ＳＡＰ、塩、及び水性担体は、塩が部分的又は完全に水性担体に溶解されるように、例えば、塩と水性担体とを予備混合することによって、混合され得る。水性担体の中に溶解した塩を含む水性担体は、次いで、溶解した塩を含む水性担体をＳＡＰ上に噴霧することなどによって、ＳＡＰと混合され得る。ＳＡＰ上に溶解した塩を含む水性担体を噴霧した後、例えば、ＳＡＰの量、すなわちＳＡＰの層の厚さに応じて、混合物は更に混合されてもよく、又は更に混合されなくてもよい。ＳＡＰが水性担体及び溶解した塩と適切に接触するように、溶解した塩を含む水性担体が、ＳＡＰの薄層上に噴霧される場合、更なる混合は、必要ない場合がある。

代替的には、水性担体と塩とを予備混合して、塩を水性担体中に溶解させることは、塩が水性担体にのみ溶解するように、水性担体及び塩を別々にＳＡＰに提供することも可能である。

ＳＡＰと混合された後。重要なことに、塩は、ＳＡＰと接触した後、又は好ましくはＳＡＰと接触する前に、水性担体に溶解し得る必要がある。

水性担体は、水性担体を塩及びＳＡＰと混合する前に、高温に予熱され得る。そのような予熱は、分解方法を加速させ得る。代替的には、水性担体は、塩とＳＡＰとを混合する前に、高温未満の温度に予熱され得る。なお更に代替的には、水性担体は、塩とＳＡＰとを混合する前に、予熱されない場合があり、水性担体、塩、及びＳＡＰが混合された後に、高温への加熱が行われる。

ＳＡＰと混合する前に、塩が水性担体に溶解される場合、アニオンが早期にラジカルを形成し、その結果アニオンが自己分解によって分解し、続いてＳＡＰとの混合後にＳＡＰの分解に利用できなくなることを回避するために、水性担体は、高温未満の温度に予熱され得る。しかしながら、塩が水性担体に短時間しか溶解されない場合、又はＳＡＰと混合する直前に溶解される場合は、ＳＡＰと混合する前に、水性担体は、高温に予熱され得る。予熱は、塩が水性担体に溶解する時間を速め得る。

代替的又は追加的には、ＳＡＰは、水性担体と塩とを混合する前に、高温又は高温未満の温度に予熱され得る。予熱されたＳＡＰは、ＳＡＰのより短い膨潤時間をもたらし得、したがって、水性担体及び溶解した塩のＳＡＰ粒子への吸収を促進し、より速い分解を可能にする。溶解した塩のＳＡＰへのより速い吸収はまた、ＳＡＰ内の溶解した塩の均質な分散を改善し得、これは、より均質な分解を助け得、したがって、ＳＡＰの分解されていない細片が混合物中に残ることを回避する。

更に代替的には、方法工程ｄ）において得られた混合物は、水性担体の中に溶解した塩を含む水性担体の少なくとも５０重量％、又は少なくとも７０重量％、又は少なくとも９０重量％、又は全てが、ＳＡＰに吸収された後にのみ高温に加熱され得る。それにもかかわらず、高温未満の温度までの何らかの予熱は、既に行われている場合がある。

塩とＳＡＰとの比は、ＳＡＰ１グラム当たり０．００１ｇの塩～０．０５ｇの塩であり得るか、又はＳＡＰ１グラム当たり０．００５ｇの塩～０．０３ｇの塩であり得るか、又はＳＡＰ１グラム当たり０．０１ｇの塩～０．０３ｇの塩であり得る。

水性担体とＳＡＰとの比は、ＳＡＰ１グラム当たり２ｇ～２０ｇの水性担体であり得るか、又はＳＡＰ１グラム当たり５ｇ～１５ｇの水性担体であり得る。

ＳＡＰは、方法工程ａ）において乾燥状態、又はＳＡＰ１グラム当たり２０ｇ未満、又は１５ｇ未満、又は１０ｇ未満、又は５ｇ未満の液体（水又は生理的食塩水など）での膨潤状態で提供され得る。

（ＳＡＰが乾燥ＳＡＰとして提供されない場合）方法工程ａ）において、提供されるような膨潤ＳＡＰに含まれる液体を含む、方法工程ｅ）におけるＳＡＰに吸収される（すなわち、含まれる）液体の総量、及び方法工程ｅ）において、ＳＡＰに吸収され、したがってＳＡＰによって含まれる水性担体の量は、ＳＡＰ１グラム当たり２ｇ～２５ｇであり得るか、又はＳＡＰ１グラム当たり２ｇ～２０ｇであり得るか、又はＳＡＰ１グラム当たり５ｇ～１５ｇであり得るか、又はＳＡＰ１グラム当たり８ｇ～１３ｇであり得る。本明細書で使用される場合、「乾燥ＳＡＰ」とは、ＳＡＰが、ＳＡＰ１グラム当たり０．２０ｇ未満、好ましくはＳＡＰ１グラム当たり０．１５ｇ未満の液体含有量（「水分含有量」と称される）を有することを意味する。ＳＡＰの水分含有量は、ＥＤＡＮＡ水分含有量試験方法ＮＷＳＰ２３０．０．Ｒ２（１５）に従って、又は水分分析装置（ＭｅｔｔｌｅｒＴｏｌｅｄｏ製のＨＸ２０４、乾燥温度１３０℃、開始超吸収体重量３．０ｇ（±０．５ｇ）、停止基準１ｍｇ／１４０秒）を介して測定される。超吸収性ポリマー粒子の水分含有量が、３重量％超である場合、ＳＡＰを、＜３重量％の水分レベルまで、例えば１０５℃のオーブンで３時間、又は例えば１２０℃のオーブンで２時間乾燥させる。

ＳＡＰを効率的に分解するために塩が使用され得ることを確実にするために、方法工程ｄ）及びｅ）において、水性担体の中に溶解した塩を含む水性担体の有意な量が、ＳＡＰに吸収されることが望ましい。水性担体の中に溶解した塩を含む、工程ｃ）において提供される水性担体の少なくとも５０重量％、又は少なくとも６０重量％、又は少なくとも７５重量％、又は少なくとも９０重量％、又は１００重量％が、ＳＡＰに吸収され得る。方法工程ｄ）及びｅ）における、水性担体の中に溶解した塩を含む水性担体の吸収とは、中に溶解した塩を含む水性担体が、方法工程ｄ）においてのみ吸収され得るか（これは、特に１００重量％が吸収される場合である）、又は方法工程ｅ）において大部分が吸収され得るか（これは、ＳＡＰ、塩、及び水性担体が混合される場合に、既に加熱が開始している場合であり得る）、又は方法工程ｄ）において、中に溶解した塩を含む水性担体の一部がＳＡＰに吸収され、方法工程ｅ）において、中に溶解した塩を含む水性担体の別の一部がＳＡＰに吸収されることを意味する。

方法工程ａ）において提供されるＳＡＰは、１０ｇ／ｇ～５０ｇ／ｇ、又は１０ｇ／ｇ～４０ｇ／ｇの遠心保持容量（ＣＲＣ）値を有し得る。リサイクルされたＡＧＭの場合は、乾燥させた後、ＣＲＣ試験方法（ＥＤＡＮＡ法ＮＷＳＰ２４１．０．Ｒ２）に従って測定される場合、ＣＲＣを測定する必要がある。

方法工程ａ）において提供されるＳＡＰが、消費後にリサイクルされたＳＡＰである場合、ＳＡＰ（の試料）を最初に乾燥させた後、この試料についてＣＲＣを測定して、ＳＡＰのＣＲＣを決定する必要がある。

塩の少なくとも１つのアニオンは、ペルオキシジスルフェート、ペルオキシモノスルフェート、ペルオキシジカーボネート、ペルオキシジホスフェート、ペルオキシジボレート、又はこれらの混合物からなる群から選択され得る。

塩の少なくとも１つのカチオンは、カチオンがラジカルに解離しないという点で重要ではない。したがって、カチオンの選択は、カチオンがラジカルを形成しないため、分解プロセスに直接影響を及ぼさない。少なくとも１つのカチオンは、水性担体に十分な溶解度を有するように選択され得、比較的低コストで利用可能であるべきである。少なくとも１つのカチオンは、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｒｂ^＋、Ｃｓ^＋、ＮＨ_４ ^＋、有機置換アンモニウム、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ａｌ３＋、１＋～３＋の酸化状態の遷移金属カチオン、又はこれらの混合物（例えば、異なるカチオンを有する異なる塩の組み合わせ）からなる群から選択され得る。最も好ましいのは、１つ以上のアルカリ性カチオン及びＮＨ_４ ^＋カチオンである。

塩の総重量に対して、少なくとも５０％、又は少なくとも６０重量％、又は少なくとも７０重量％、又は少なくとも８０重量％、又は少なくとも９０重量％、又は１００％が、アルカリ性過硫酸塩であり得る。

過酸化水素が、本方法において添加され得る。過酸化水素は、ＰＡＡの時間当たりの収率、すなわち、分解速度を増加させるのに役立ち得る。過酸化水素はまた、分解された混入物質を脱色するのに役立ち得る。過酸化水素は、ＳＡＰと混合する前に、塩を水性担体に溶解した状態で、又は溶解しない状態で、別個の水溶液としてＳＡＰに添加され得るか、又は水性担体中に添加され得る。本発明の方法において使用される過酸化水素の量は、塩の重量に基づいて１０重量％～２００重量％であり得るか、又は塩の重量に対して２０重量％～１００重量％であり得るか、又は塩の重量に対して３０重量％～８０重量％であり得る。

方法工程ｅ）は、３～７のｐＨで実施され得る。典型的には、この範囲のｐＨを得るために、更に特別な手段は必要ではない。過硫酸塩ラジカルは、例えば、７を超えるｐＨで安定性が低い。

添加剤が、本発明の方法において使用され得る。例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、又はこれらの混合物などの低分子量アルコールは、方法工程ｃ）において提供される水性担体に添加され得るか、又は方法工程ｄ）の混合物に添加され得る。これらの添加剤は、水性担体及びその中に溶解した塩と共に、ＳＡＰの初期湿潤性をサポートし得る。それらはまた、細菌混入に対する水性担体の安定性を改善し得る。抗菌添加剤などの他の添加剤も添加され得る。添加剤の総量は、水性担体の重量に基づいて、１０重量％以下、又は８重量％以下、又は５重量％以下、又は３重量％以下であり得る。

本発明の方法は、連続プロセスにおいて又はバッチプロセスとして実施され得る。概して、連続プロセスは、多くの場合、商業的／コスト的観点から好ましい。連続プロセスでは、ＳＡＰは、例えば、担体ベルトなど連続流で、例えば、提供され得、水性担体及び塩は、例えば、水性担体及び塩（及び任意選択的に過酸化水素）をＳＡＰ上に噴霧することによって、ＳＡＰと混合される。ＳＡＰ、塩、及び水性担体の混合物は、方法工程ｄ）の後に（例えば、水性担体の中に溶解した塩を含む水性担体が、部分的又は完全にＳＡＰに吸収された後に）、ベルト上に移され、連続的又はバッチ様式で加熱され得る。

代替的には、（水性担体を槽内に提供する前後に、中に溶解した塩を含む）水性担体は、バッチ槽又は同様の容器内に提供され得る。次いで、ＳＡＰは、既に水性担体及び溶解した塩で満たされている槽内に添加され得、ＳＡＰは、水性担体及びその中に溶解した塩を吸収するために放置され得、同時に又は続いて、混合物は、高温に加熱され得る。

ＳＡＰの場合、特に乾燥ＳＡＰ粒子として提供される場合、空気は、粒子間に、すなわち、それらが液体を吸収し膨潤する際に、ＳＡＰ粒子間の隙間に「閉じ込められる」傾向がある傾向がある。したがって、膨潤ＳＡＰは、液体中で「浮遊する」傾向がある。ＳＡＰが分解されるにつれて、可溶化されたＰＡＡは、槽内に沈み得、そこで、それは（連続的に）除去され得る。分解されていないＳＡＰ又は部分的に分解されたＳＡＰが、（一部のＳＡＰが槽内に沈み得るために）ＰＡＡと共に除去されることを回避するために、メッシュなどが槽内に設置されて、分解されていない又は完全に分解されたＳＡＰ粒子が、槽の底部に更に沈むのを防ぎ得る、なぜなら、それらが、より完全に分解され、メッシュを通過し得るまで、それらは、メッシュに捕捉されるためである。

代替的には、ＳＡＰ、塩、及び水性担体の混合物はまた、膨潤ＳＡＰ粒子が槽の地面に向かって沈み、可溶性ＰＡＡ、すなわち本方法の生成物が槽の上部から除去され得るように、撹拌され得る。

溶液の中に可溶化されたＰＡＡを含む得られた溶液は、溶液に所望され得る任意の後処理のために、例えば、ポンプを介して、異なる槽、パイプ、又は任意の他の適切なデバイスに移送され得る。可能な後処理は、濾過、脱塩、又は多数の他の処理である。

分解プロセスのエネルギー消費は、とりわけ高温に依存する。高温が高いほど、時間当たりのエネルギー消費が高い（すなわち、より高い高温での短いプロセス時間は、比較的長いプロセス時間を有する比較的低い高温よりも少ないエネルギーを全体的に必要とし得る）。例えば、エネルギー消費量は、断熱槽内のバッチプロセスについて、約１００℃の高温で、約３．５ＭＪ／ｋｇの乾燥ＡＧＭである、すなわち、高温への加熱が１回のみ行われるプロセスである。

方法工程ａ）において提供されるＳＡＰ
方法工程ａ）において提供されるＳＡＰは、粒子形態であり得る。

本方法において提供されるＳＡＰは、バージンＳＡＰ、消費後にリサイクルされたＳＡＰ（post-consumer recycled SAP、ＰＣＲＳＡＰ）、工業生産後にリサイクルされたＳＡＰ（post-industrial recycled SAP、ＰＩＲＳＡＰ）、又はこれらの材料の組み合わせであり得る。「消費後のＳＡＰ」及び「消費後にリサイクルされたＳＡＰ」（ＰＣＲＳＡＰ）は、本明細書では互換的に使用され、本明細書で使用される場合、ＡＨＰによって含まれたＳＡＰを指し、ＡＨＰは、消費者によって使用されている（例えば、失禁ユーザによって着用されている）。使用後、ＡＨＰは、リサイクルされ、ＰＣＲＳＡＰは、ＡＨＰから単離される。しかしながら、本発明の方法については、消費後のＡＨＰの他の成分が、本発明の方法について提供される消費後のＳＡＰによって含まれないように、ＳＡＰが精製されることは必要ではない。

「工業生産後のＳＡＰ」及び「工業生産後にリサイクルされたＳＡＰ」（ＰＩＲＳＡＰ）は、本明細書では互換的に使用され、本明細書で使用される場合、ＡＨＰによって含まれ得るか、又は含まれ得ないＳＡＰを指す。ＰＩＲＳＡＰは、以前に使用されていない、例えば、消費者によって使用されたＡＨＰによって含まれていなかった。その代わりに、ＰＩＲＳＡＰは、例えば、それらは欠陥があるために、生産中に選別されたＡＨＰに由来し得る。ＰＩＲＳＡＰはまた、例えば、それらが必要な性能目標（容量、白色度など）を満たさないために、ＳＡＰ生産中に選別され得る。したがって、後者のシナリオについて、ＰＩＲＳＡＰは、以前にＡＨＰによって含まれなかった。

ＳＡＰの典型的な特性は、機械的特性、膨潤容量、塩水流伝導率（saline flow conductivity、ＳＦＣ）、圧力に対する吸収（absorption against pressure、ＡＡＰ）、残留モノマー、抽出物、及びシリンダ保持容量（cylinder retention capacity、ＣＲＣ）である。また、本発明の目的のために、ＳＡＰは、イタコン酸、アクリルアミドなどの他のコモノマーを含み得る。コモノマーの量は、乾燥ＳＡＰの総重量当たり、２．０重量％未満、又は１．５重量％未満、又は１．０重量％未満、又は０．５重量％未満であり得る。

ＳＡＰは、典型的には、均質溶液重合プロセス、又は逆エマルジョン若しくは懸濁重合などの多相重合技術を使用して調製される。重合反応は、一般に、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミド、トリアクリレート、エチレングリコールデ（メタ）アクリレート、トリアリルアミンなどの比較的少量の二官能性又は多官能性モノマーの存在下で行われる。二官能性又は多官能性モノマー化合物は、アクリレートポリマー鎖を軽く架橋するのに役立ち、それによって、ＳＡＰを水不溶性でありながら、水膨潤性にする。更に、ＳＡＰは、ジ／ポリ－エポキシド、ジ／ポリ－アルコール、ジ／ポリ－ハロアルカンなどの好適な架橋剤との反応によって、重合後に表面架橋され得る。本発明の方法に提供されるＳＡＰは、粒子形態であり得る。粒子形態は、粉砕などの任意の典型的なサイズ低減技術を用いた材料のスラブから生成され得る。

ＳＡＰは、完全に中和されていない状態（その場合、ＤＮ＝０）、完全に中和された状態（この場合、ＤＮ＝１００％）、又は部分的に中和された状態であり得る。本発明の一実施形態では、ＳＡＰは、約５０％超のＤＮを有する。本発明の別の実施形態では、ＳＡＰは、約６５％～約７５％のＤＮを有する。本発明の更に別の実施形態では、ＳＡＰは、約７５％超のＤＮを有する。本発明のなお更に別の実施形態では、ＳＡＰは、約５０％未満のＤＮを有する。

本発明の方法に提供されるＳＡＰは、乾燥形態であり得るか、又は水、食塩水、又は尿（例えば、ＰＣＲＳＡＰ中の尿）で部分的に膨潤されている場合がある。したがって、ＳＡＰは、水、食塩水、又は尿で０．０５ｇ／ｇ～２０ｇ／ｇ、好ましくは０．０５ｇ／ｇ～１５ｇ／ｇ、より好ましくは０．１０ｇ／ｇ～１０ｇ／ｇ、より好ましくは０．２０ｇ／ｇ～５ｇ／ｇ、更により好ましくは０．５０ｇ／ｇ～２ｇ／ｇに膨潤されている場合がある。完全乾燥（すなわち、０ｇ／ｇの水、食塩水、又は尿）は、完全乾燥ＳＡＰが、水性担体の中に溶解した塩を含む水性担体を吸収するのにより長い時間がかかるため、本発明の方法にとっては有利ではない場合がある。一方、本方法に提供される場合、過度に膨潤されている（又は更に完全に膨潤されている）ＳＡＰはまた、水性担体中に溶解した塩がＳＡＰに吸収されるまでの時間の増加につながり得る。本方法に提供されるＳＡＰは、（ＥＤＡＮＡ法ＮＷＳＰ２４１．０．Ｒ２に従って、遠心保持容量「ＣＲＣ」として測定される場合）１０ｇ／ｇ～５０ｇ／ｇの吸収容量ＣＲＣを有し得る。

方法工程ｃ）において提供される水性担体の量は、工程ａ）において提供されるＳＡＰが、
提供される全ての水性担体の吸収時に、そのＣＲＣの少なくとも２０％、又は少なくとも３０％、５０％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも７０％、又は少なくとも８０％に膨潤し得るような量であり得る。ＳＡＰが乾燥した状態ではなく、予備膨潤している状態で提供される場合（以下の更なる詳細を参照）、所望の程度のＳＡＰ充填、すなわち所望のＣＲＣを得るために必要な水性担体が少なくなる。

液体が吸収されると、ＳＡＰのポリマー網状組織内のポリマー鎖は、脱絡み合いが始まる。そのような脱絡み合いによって、ポリマー網状組織は、塩のアニオンから形成されたラジカルにアクセスし易くなる。したがって、分解が改善される。工程ｃ）において提供される水性担体の量が、水性担体の吸収時にＳＡＰがそのＣＲＣの少なくとも２０％まで膨潤し得ない場合、ＳＡＰのポリマー網状組織内のポリマー鎖が、十分に脱絡み合いができず、分解がより遅くなるか又は全体的に効果が薄れる。

本発明の分解方法の場合、消費後のＳＡＰの使用は、バージンＳＡＰの使用よりも有益であり得る。先に膨潤したポリマー網状組織中のポリマー鎖、次いで少なくとも部分的に再乾燥させたＳＡＰは、既に脱絡み合いが行われている。再膨潤、したがって新たな脱絡み合いは、バージンＳＡＰの膨潤に対してより速いと考えられている。先に膨潤して、次いで再乾燥させたＳＡＰは、再乾燥後に膨潤させた場合、バージンＳＡＰから初めてＳＡＰを膨潤させた場合に測定されたＣＲＣと比較して、より高いＣＲＣを有することがわかった。

消費後のＳＡＰが、本発明の方法に部分的に膨潤した形態で提供される場合、消費後のＳＡＰの乾燥には時間とエネルギーがかかることを考えると、本方法で使用するためにＳＡＰを完全に乾燥させる必要がないことも有利な点である。しかしながら、消費後のＳＡＰは、本発明の方法に提供する前に、滅菌され得る。

消費後のＳＡＰ又は工業生産後のＳＡＰが、ＡＨＰから単離されて、本発明の方法に提供される場合、ＳＡＰは、ＡＨＰの他の成分が存在しないように、精製される必要は必ずしもない。その代わりに、ＳＡＰは、合成繊維材料又はフィルム（例えば、繊維、シート、フィルム、及び繊維層）、セルロース繊維、接着剤、インク、染料、界面活性剤などの、ＡＨＰの他の成分が混入し得ることが見出された。これらの混入物質の量は、ＳＡＰ及び混入物質の混合物の２０重量％以下であり得るか、又は１５重量％以下であり得るか、又は１０重量％以下、又は５重量％以下、又は２重量％以下、又は１重量％以下であり得る。

消費後のＳＡＰが、依然として、例えば、尿又は他の液体で膨潤されている場合、ＳＡＰと混入物質との混合物の重量による、混入物質の量を計算するとき、ＳＡＰによって含まれるこの尿又は他の液体は、考慮されない。

ＳＡＰが本発明の乾燥ＳＡＰとして提供される場合、消費後ＳＡＰの平均粒子径は、例えば、粉砕、研削、又は他の好適な手段によって、任意選択的に低減され得る。本発明に提供される乾燥ＳＡＰ（ＰＣＲＳＡＰ、ＰＩＲＳＡＰ、又はバージン製ＳＡＰ）のＤ５０平均粒子径は、ＩＳＯ法１３３２２－２に従って測定される場合、１００μｍ～１，０００μｍであり得る。乾燥ＳＡＰの粒子径分布（particle size distribution、ＰＳＤ）は、４０μｍ～５，０００μｍ、又は５０μｍ～２，０００、又は５０μｍ～１，０００μｍ、又は５０μｍ～８００μｍであり得る。

ＳＡＰが、例えば、リサイクル後に乾燥されていないか、又は一部しか乾燥されていない消費後ＳＡＰのように、事前に膨潤した形状で提供される場合、ＳＡＰは、粉砕に供されて、ＳＡＰの表面積を増加させ得、それによって、水性担体の中に溶解した塩を含む水性担体のより速い吸収を可能にし得る。そのようなより速い吸収は、次に、ＳＡＰのより速い分解をもたらし得る。粉砕は、例えば、湿式研削によって行われ得る。

粒子径が小さいほど、ＳＡＰへの溶解した塩の、速く、均質な吸収に役立ち得、ＳＡＰのより速く、より完全な分解をもたらす。

水溶液中の可溶性ポリアクリル酸ポリマーを、混合物中の他の化合物及び成分から分離する任意の方法工程ｆ）：
ＳＡＰがＰＡＡに分解されると、ＰＡＡは、（場合によっては残りの未分解の）ＳＡＰ、塩、水性担体、及び任意の更なる成分（過酸化水素など）の混合物から分離され得る。混合物は、固体の不溶性成分として、混合物中に存在し得る一定量の未分解ＳＡＰを依然として含み得る。

ＰＡＡは、多数のプロセスを介して混合物から抽出され得る。これらのプロセスの非限定的な例は、水蒸発、ＰＡＡの濾過、水抽出などである。また、塩は、当業者に既知である任意の脱塩技術を介して除去され得る。脱塩プロセスの非限定的な例は、膜プロセス（例えば、逆浸透、順浸透、電気透析の逆転（ＥＤＲ）、ナノ濾過など）、凍結脱塩、太陽熱脱塩、地熱脱塩、イオン交換、波力脱塩などである。同じ技術はまた、一般に、混合物中の他の低分子量化合物、例えば、接着剤、インク、染料、界面活性剤、及びこれらの化合物の分解生成物など、消費後ＡＨＰの他の典型的な化合物を除去するためにも適用され得る。

例えば、混合物から固体化合物及び成分を排除するために、すなわち、水溶液中の可溶性ポリアクリル酸ポリマーを、工程ｃ）によって得られた混合物中の他の化合物及び成分から分離する方法工程ｄ）のために、濾過が使用され得る。固体化合物及び成分は、合成繊維素材又はフィルム（繊維、シート／フィルム／繊維層）及びセルロースなどの、消費後ＡＨＰに残存する不溶性ＳＡＰ及び他の成分であり得る。特に、合成繊維材料又はフィルムなどの、消費後ＡＨＰの他の成分によって含まれるポリオレフィン（例えばポリプロピレン、ポリエチレン）は、水性担体に可溶性又は膨潤性ではない。それらは、塩と無視できる程度にしか反応し得ない、すなわち、ポリオレフィンは、本発明の方法では、分解されないか又は軽微にしか分解されない。同じことがＰＥＴにも当てはまり、これはまた、合成繊維材料又はフィルムによって含まれ得る。したがって、これらの材料は、混合物中の固体成分として残り、濾過され得る。

ＰＥＧ、例えば、界面活性剤に含まれる、消費後ＡＨＰ中の別の典型的な構成要素は、本発明の方法によって分解される。しかしながら、ＰＥＧは、典型的には、比較的低分子量の分子に分解され、これは、ＰＡＡの分子量よりも有意に小さい。したがって、ＰＥＧの低分子量反応生成物は、例えば上記の技術によって、可溶性ＰＡＡポリマーから分離され得る。

代替的又は追加的には、ＰＡＡ、（場合によっては残りの部分の）ＳＡＰ、塩、及び水性担体の、消費後ＡＨＰの化合物を含み得る混合物は、ＰＡＡが沈殿して混合物から分離するような、ＰＡＡが溶解しない共溶媒中で更に混合され得る。共溶媒中でのそのような混合の前に、混合物中の固体化合物は、濾過によって除去され得る。

本方法によって得られたＰＡＡ
本発明の分解方法によって得られたＰＡＡは、様々な分子量を有し得る。ＰＡＡは、オリゴマーを含み得るか、又は含み得ない。好ましくは、ＰＡＡは、オリゴマーを含ない、すなわち、ＰＡＡは、ポリマーのみに関する。ＰＡＡの平均分子量Ｍｗは、最大１０ＭＤａ、又は最大５ＭＤａであり得る。ＰＡＡの平均分子量Ｍｗは、少なくとも１０ｋＤａ、又は少なくとも２０ｋＤａであり得る。ＰＡＡは、直鎖状又は分枝鎖状であり得る。しかしながら、ＰＡＡは、架橋されておらず、したがって、それらは水溶性である。

本発明の方法によって得られるＰＡＡは、接着剤、コーティング、水処理などの他の用途に使用され得るか、又は他の用途の材料に誘導体化され得る。本発明の一実施形態では、ＰＡＡは、そのまま又は誘導体化されて、接着剤中で使用される。本発明の更に別の実施形態では、ＰＡＡは、そのまま又は誘導体化されて、織物ケア用途で使用される。本発明のなお更に別の実施形態では、ＰＡＡは、そのまま又は誘導体化されて、水処理用途で使用される。

実験手順
ＳＡＰのいくつかの試料を、本発明の方法に供した。全ての実施例に使用されるＳＡＰは、２７．６ｇ／ｇの容量（ＣＲＣ）、０．４％の水分含有量を有するポリアクリル酸系ＳＡＰであり、Ｄ５０平均粒子径は、ＩＳＯ法１３３２２－２に従って測定される場合、３９８μｍであった（粒子径分布ＰＳＤは、６３～７１０ｕｍであった）。ＳＡＰの圧力に対する吸収（ＡＡＰ）は、ＥＤＡＮＡ法ＷＳＰ４４２．２－０２によって決定される場合、２５．５ｇ／ｇであった。ＥＤＡＮＡＷＳＰ４４２．２－０２からの偏差では、０．７ｐｓｉの圧力が適用される（一方、ＥＤＡＮＡ法は、０．３ｐｓｉのみの圧力を指定する）。

以下に使用される脱イオン水は、ＭｉｌｌｉｐｏｒｅＱである。電気伝導率を、ＣＥＬＬ、＃５００１０５２２を備えず、ＸＳＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＣｅｌｌＶＰＴ５１－０１Ｃ＝０．１を備えた、ラボ導電率計ＣＯＮＤ７０ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴを用いて、又はＷＴＷのＴｅｔｒａＣｏｎ（登録商標）３２５を備えた、ＬＦ３２０／Ｓｅｔ、＃３００２４３を介して測定した。伝導率は、０℃で、＜１６０μＳ／ｃｍである。したがって、電気伝導率を測定するための同様の機器が使用され得る。実施例において使用される脱イオン水は、水性担体を表す。試料中の脱イオン水（＝水性担体）の実際の量を、表１の列「ｍ＿ｗ＿合計」で示す。

特に明記しない限り、実験手順は、２３℃±２℃の温度及び４５％±１０％の相対湿度の標準条件で気候調整された室内で行われた。

手順：
１．過硫酸カリウム（potassium persulfate、ＫＰＳ）の０．５重量％ストック溶液を、５．０ｇの乾燥塩（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ、＞＝９９．０％純度、商品番号２１６２２４－５００Ｇ）を、１Ｌのプラスチック製ボトル（ＨＤＰＥ、Ｎａｌｇｅｎｅ（商標）製）内の９９５．０ｇの脱イオン水（すなわち、水性担体）中で撹拌することで完全に溶解することによって調製した。ＫＰＳ塩の完全な溶解は、溶液中に目に見える塩の結晶が残らない場合に観察される。

２．過酸化水素（hydrogen peroxide、ＨＰＯ）の１．０重量％のストック溶液（３０．０ｇ）を調製し、プラスチック製スナップオンキャップが付いた４０ｍｌのガラス製バイアルに、１．０ｇの３０重量％のＨＰＯ（別名、ペルヒドロール、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ、商品番号２１６７６３－５００ＭＬ）を、２９．０ｇの脱イオン水に添加して新鮮な状態（２４時間以内）で使用した。

３．全ての実施例の場合、２．００ｇ±０．０２ｇの重量「Ｍ０」の乾燥ＳＡＰの量を、天秤で測定して、４０ｍｌ容積のガラス製バイアルに入れた。

４．これとは別に、各実施例の質量「Ｍｓ０」で、上記ポイント２に記載されたように、水性担体の中に希釈された塩を含む水性担体のそれぞれの量を、１００ｍｌのガラス製ビーカー（パイレックス）に用意し、それらは、０．５重量％の酸化性塩のそれぞれのストック溶液（「ｍ＿塩＿溶液」）（全ての溶液の密度は、１．０ｇ／ｍｌであった）、及び追加の脱イオン水（「ｍ＿水」）のそれぞれの量（ｍｌ）（すなわち、水性担体の更なる量）を含み、表１に示されるようなＨＰＯを含むこれらの実施例の場合、１．０重量％の過酸化水素溶液（「ｍ＿ＨＰＯ」）を、１０ｍｌのプラスチック製ピペットチップを備えたエッペンドルフ社製ピペットで測定し、その結果、塩の場合「ｗ＿塩」、ＨＰＯの場合「ｗ＿ＨＰＯ」という有効最終重量濃度が、表１に示されるように得られる。

５．ポイント４で調製されたような、水性担体の中に溶解した塩を含む水性担体の量「Ｍｓ０」を、全てのＳＡＰ粒子が、水性担体の中に溶解した塩を含む水性担体と接触するように、ガラス製バイアル内の乾燥ＳＡＰに添加した。各実施例についての量「Ｍｓ０」を表１に示す。必要に応じて手でわずかに振盪して、各試料中の全てのＳＡＰ粒子の濡れ及び均一な膨潤を改善した。典型的には、水性担体の中に溶解した塩を含む水性担体の完全な量が、ＳＡＰに吸収されるまで、１０秒～６０秒かかった。したがって、ＳＡＰ中の溶解した塩を含む水性担体の量は、Ｍｓ０／Ｍ０であった。

６．次いで、ガラス製バイアル内の試料を、スナップオンプラスチック製キャップで閉じ、１０分間放置した。

７．循環オーブン（ＢｉｎｄｅｒＧｍｂＨ、ドイツ、ＭｏｄｅｌｌＦＥＤ７２０）を、表１の「温度Ｔ」の列に示される温度（すなわち「高温」）に予熱した。温度に達した時点で、バイアルの中に入れた試料を含むそれぞれのバイアルを、アルミトレイの上に配置し、クロノメーターを開始する。

８．表１の列「時間」に示される時間が経過した後、ガラス製バイアル内のそれぞれの試料を取り出し、１０分間冷却させた。

９．その後、試料を、ガラス製バイアルから遠心分離バイアル（スクリューキャップ付きプラスチック製の１００ｍｌ遠心分離バイアル）に移した。遠心分離バイアルを、ラボ遠心分離機（ＢＩＯｓｈｉｅｌｄ（商標）７２０ロータを備えたＭｕｌｔｉｆｕｇｅＸ１ｍＴｈｅｒｍｏＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（商標））に入れて、５０００ｒｐｍで３０分間遠心分離した（この設定は、４５２８ｇの力に相当する）。遠心分離によって、分解中に形成された透明な溶液から、ＳＡＰの任意の残りの分解されていない、不溶性部分を沈殿させた。液体が形成されていないことが観察された場合、例えば比較例Ｃ１～Ｃ４では、遠心分離を実施しなかった。

１０．全ての遠心分離された試料について、透明な溶液をデカントし、別個のガラス製バイアル（４０ｍｌ）に入れ、したがって、ＳＡＰの任意の残りの分解されていない、不溶性部分から分離した。

１１．透明な溶液「Ｍｓ」のネット重量を測定した。質量「ｍ＿ａ」を有する透明な溶液のアリコート部分を、５ｍｌのプラスチック製シリンジを介して、事前計量された空の（スナップオンキャップのない）重量「ｍ＿ｓｃ」の１０ｍｌのガラス製バイアル中で測定する。次いで、透明な溶液を含む１０ｍｌのバイアルを、４０℃、圧力１０～５０ｍｂａｒの真空オーブン（ＨｅｒａｅｕｓＶａｃｕｔｈｅｒｍ型、ＴｈｅｒｍｏＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（商標））に３時間入れて、水の実質的な蒸発を確実にする。乾燥ポリマー残渣を秤量し、その質量「Ｍｐ」を使用して、以下の式を介する分解の収率「％Ｙ」を計算する。
Ｙ＝１００^＊（ＭｐｘＭｓ）／（ｍ＿ａｘＭ０）（重量％）
したがって、収率Ｙは、ＳＡＰ分解液の生成物として抽出された可溶性ポリマーと、初期の乾燥ＳＡＰの量との比を表す。ＳＡＰがポリアクリル酸の架橋された網状組織であることを考えると、抽出された可溶性ポリマーは、実質的に可溶性ポリアクリル酸であった。

１２．試料Ａ８の試験条件は、試験手順の再現性を決定するために、試料Ａ１８^＊＊と同一であった。

詳細及び結果を表１に示す。

^＊）過硫酸ナトリウムＮａ_２Ｓ_２Ｏ_８を用いたＡ１５を除き、全ての実施例で過硫酸カリウムＫ_２Ｓ_２Ｏ_８を用いた。
^＊＊）Ａ１８は、再現性を確認するために、Ａ８選択肢／条件を繰り返す。

比較例Ｃ１～Ｃ４は、いかなる塩も用いることなく行われた。

本明細書に開示される寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳密に限定されるものとして理解されるべきではない。その代わりに、特に指示がない限り、そのような寸法は各々、列挙された値とその値を囲む機能的に同等な範囲との両方を意味することが意図される。例えば、「４０ｍｍ」と開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することが意図される。

あらゆる相互参照又は関連特許若しくは関連出願を含む、本明細書に引用される全ての文献は、明確に除外ないしは別の方法で限定されない限り、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。いかなる文献の引用も、本明細書中で開示又は特許請求される任意の発明に対する先行技術であるとは見なされず、あるいはそれを単独で又は他の任意の参考文献（単数又は複数）と組み合わせたときに、そのようないかなる発明も教示、示唆又は開示するとは見なされない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照により組み込まれた文書内の同じ用語の任意の意味又は定義と矛盾する場合、本文書においてその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。

本発明の特定の実施形態を例示及び説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な他の変更及び修正を行うことができる点は当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内にある全てのそのような変更及び修正を添付の特許請求の範囲に網羅することが意図される。

Claims

架橋されたポリ（アクリル酸）系超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を、可溶性ポリアクリル酸ポリマーに分解するための方法であって、
ａ）ＳＡＰを提供する工程と、
ｂ）少なくとも１つのカチオン及び少なくとも１つのアニオンを含む酸化性水溶性塩を提供する工程と、
ｃ）水性担体を提供する工程と、
ｄ）前記ＳＡＰを、前記酸化性水溶性塩及び前記水性担体と混合する工程と、
ｅ）前記混合物を、３０℃～２００℃の温度に加熱して、前記ＳＡＰを、可溶性ポリアクリル酸ポリマーに分解する工程と、を含む、方法。
前記酸化性水溶性塩が、方法工程ｄ）の前に、又は方法工程ｄ）において、前記水性担体中に溶解される、請求項１に記載の方法。
前記水性担体の中に溶解した前記酸化性水溶性塩を含む、前記水性担体の少なくとも５０重量％が、方法工程ｄ）及び／又はｅ）において、前記ＳＡＰに吸収される、請求項２に記載の方法。
前記ＳＡＰが、ＳＡＰ１グラム当たり５ｇ～２５ｇの液体の総量を吸収し、前記液体の総量が、工程ａ）において提供される前記ＳＡＰに含まれる液体の量と、方法工程ｄ）及びｅ）において吸収される水性担体の量との合計である、請求項３に記載の方法。
方法工程ｃ）において提供される前記水性担体の量が、提供される全ての水性担体の吸収時に、工程ａ）において提供される前記ＳＡＰを、前記ＳＡＰのＣＲＣの少なくとも２０％まで膨潤させることを可能にし、前記ＣＲＣは、ＥＤＡＮＡ法ＮＷＳＰ２４１．０．Ｒ２に従って測定される、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
前記少なくとも１つのアニオンが、ペルオキシジスルフェート、ペルオキシモノスルフェート、ペルオキシジカーボネート、ペルオキシジホスフェート、ペルオキシジボレート、及びこれらの混合物、並びに組み合わせからなる群から選択される、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
前記カチオンが、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｒｂ^＋、Ｃｓ^＋、ＮＨ_４ ^＋、有機置換アンモニウム、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋、Ｓｒ^２＋、Ｂａ^２＋、Ａｌ^３＋、１＋～３＋の酸化状態の遷移金属カチオン、及びこれらの混合物並びに組み合わせからなる群から選択される、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
前記酸化性水溶性塩が、前記酸化性水溶性塩の総重量に対して、少なくとも５０重量％のアルカリ性過硫酸塩を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
前記方法が、過酸化水素を添加する工程を更に含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
酸化性水溶性塩とＳＡＰとの比が、ＳＡＰ１グラム当たり０．００１ｇ～０．０５ｇの酸化性塩である、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
水性担体とＳＡＰとの比が、乾燥ＳＡＰ１グラム当たり２ｇ～２０ｇの水性担体である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
工程ａ）において提供される前記ＳＡＰが、乾燥ＳＡＰであるか、又は乾燥ＳＡＰ１グラム当たり０．０５ｇ～１０ｇに膨潤されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
工程ａ）において提供される前記ＳＡＰが、ＥＤＡＮＡ法ＮＷＳＰ２４１．０．Ｒ２に従って測定される場合、１０ｇ／ｇ～５０ｇ／ｇのＣＲＣ値を有する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
前記混合ＳＡＰ、酸化性水溶性塩、及び前記水性担体が、方法工程ｅ）の前記温度で１０分間～３時間維持される、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
前記混合物が工程ｅ）において加熱される前記温度が、前記酸化性水溶性塩の分解温度よりも少なくとも１０℃低い、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。
前記ＳＡＰが、工程ａ）において粒子形態で提供される、請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法。
添加剤が、方法工程ｄ）において添加され、添加剤の総量が、前記水性担体の重量に基づいて、１０重量％以下である、請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法。
工程ａ）において提供される前記ＳＡＰが、消費後の吸収性衛生製品由来の消費後にリサイクルされたＳＡＰであり、前記方法が、
（ｉ）前記消費後のＳＡＰが前記消費後の吸収性衛生製品から２０重量％未満の固体混入物質を含むように、前記消費後にリサイクルされたＳＡＰを、前記消費後の吸収性衛生製品から分離する工程であって、工程（ｉ）が、工程ａ）の前に実施される、
工程を更に含む、請求項１～１７のいずれか一項に記載の方法。
前記方法が、
ｆ）水溶液中の前記可溶性ポリアクリル酸ポリマーを、工程ｃ）によって得られた前記混合物中の他の化合物及び成分から分離する工程を更に含む、請求項１～１８のいずれか一項に記載の方法。