CN110506030A - 排泄物处理剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在各种环境下不局限于粪便臭味，还可以抑制氨气臭味的排泄物处理剂。该排泄物处理剂中含有褐铁矿、木质素和膨润土，且进一步含有熟石灰时该熟石灰的含量为10质量％以下。

Description

排泄物处理剂
技术领域
本发明涉及一种排泄物处理剂。
背景技术
地震等灾害导致长期的停电或停水等时，无法使用厕所，各家庭会有粪便蓄积的情况。蓄积的粪便持续散发恶臭，随意放置时该臭气会使生活环境显著变差。因此，通常采用将粪便装入塑料袋中，以密封状态暂时保管的方法等，但会出现保管期间气味泄漏、向周围散发恶臭等的问题。
为了解决这类问题，本发明人提出了一种块状处理剂的技术方案，该块状处理剂中含有熟石灰、吸水性聚合物、粘合剂及选自由pH8～13的磷酸盐、碳酸盐和氢氧化物组成的群组中的至少一种物质(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-87779号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1的处理剂将具有杀菌性的熟石灰作为必须成分，因而处理后的排泄物几乎不发生腐败，且粘合剂的使用抑制了熟石灰粉尘的生成，显著减少了健康危害。出于这类观点，专利文献1的处理剂尤为适于灾害用途。
专利文献1记载的处理剂可以利用具有杀菌性的熟石灰的作用来抑制源自大便的恶臭，但在不同环境下会出现无法抑制氨气臭味的问题。
鉴于这些问题，本发明提供一种在各种环境下不局限于粪便臭味，还可以抑制氨气臭味的排泄物处理剂。
解决问题的方法
为了解决上述问题，本发明人进行了潜心研究，结果发现通过采用含有褐铁矿、木质素和膨润土，且进一步含有熟石灰时该熟石灰的含量为10质量％以下的排泄物处理剂可以解决上述问题，从而完成了本发明。
发明的效果
根据本发明，可以提供在各种环境下不局限于粪便臭味，还可以抑制氨气臭味的排泄物处理剂。
具体实施方式
以下，说明本发明。此外，本发明不局限于以下的实施方式。并且，本说明书中表示范围的“X～Y”是指“X以上Y以下”。并且，除非特别说明，以下的操作及物性等的测定是在室温(20～25℃)/相对湿度40～50％RH的条件进行。
排泄物处理剂
本发明的排泄物处理剂中含有褐铁矿、木质素和膨润土，且进一步含有熟石灰时该熟石灰的含量为10质量％以下。通过这种构成，在各种环境下不局限于粪便臭味，还可以抑制氨气臭味。
如上所述，已知专利文献1记载的处理剂虽然可以利用具有杀菌性的熟石灰的作用来抑制源自大便的恶臭，但作为必须成分含有的熟石灰也会促进氨气生成。处理剂用于灾害用途时，可以将粪便装入塑料袋中，即密封后进行保管，因而氨气臭味难以变为问题。然而，已知在临时厕所等非冲水式厕所等的开放式的情形，即便可以抑制源自粪便臭味的臭气，氨气臭味也难以得到抑制。
鉴于上述问题，本发明人发现排泄物处理剂中可以含有熟石灰，但需要将其含量控制在10质量％以下，且通过组合褐铁矿、木质素和膨润土，不局限于粪便臭味还可以抑制氨气臭味，从而完成了本发明。
以下，说明构成排泄物处理剂的成分。
(褐铁矿)
本发明的排泄物处理剂中含有褐铁矿。
褐铁矿的化学组成为FeO(OH)·nH2O，但会含有赤铁矿(Fe2O3)或粘土矿物、氧化锰(II)等杂质。含有褐铁矿时，可以分解和吸附大便中的恶臭成分即硫醇、甲硫醇、硫化氢等含硫化合物，或脂肪酸类化合物。
根据本发明的实施方式，排泄物处理剂中褐铁矿的含量优选为1～80质量％，更优选为5～60质量％，进一步优选为10～30质量％，进一步优选为11～20质量％，更进一步优选为12～15质量％。通过控制在这种范围内，能够有效地分解、吸附或去除含硫化合物、脂肪酸类化合物。
根据本发明的实施方式，褐铁矿的粒度分布测定中的体积平均粒径(D50)优选为0.1～200μm，更优选为1～150μm，进一步优选为5～100μm，进一步优选为10～50μm，更进一步优选为11～30μm。通过控制在这种范围内，能够有效地得到本发明所期望的效果。
作为褐铁矿，可以从市售品自由选择。例如，可以列举LMB50、LMB300(以上，日本褐铁矿公司制)等。
(木质素)
本发明的排泄物处理剂中含有木质素。木质素是参与高等植物木质化的高分子酚类化合物，也被称为“木素”。本发明的排泄物处理剂中，木质素或起到吸附和分解氨气及其他臭味物质的作用效果。根据本发明的实施方式，木质素可以是木质素磺酸钙、木质素磺酸镁、改性木质素磺酸钙、改性木质素磺酸镁，或可以是部分脱硫的木质素磺酸钠等形式。
根据本发明的实施方式，排泄物处理剂中木质素的含量优选为0.1～80质量％，更优选为1～50质量％，进一步优选为5～35质量％，进一步优选为15～32质量％，进一步优选为20～30质量％，更进一步优选为23～29质量％。通过控制在这种范围内，能够得到有效地吸附氨气及其他臭味物质的效果。
根据本发明的实施方式，木质素的平均粒径优选为1～500μm，更优选为5～300μm，进一步优选为10～100μm，更进一步优选为40～80μm。通过控制在这种范围内，能够有效地吸附氨气及其他臭味物质。此外，除非特别说明，本说明书中提到的“平均粒径”是指任意选取统计学上可靠数量的粒子，用显微镜测定每个粒子的最长粒径，将这些相加平均了的平均值。此外，为了得到所期望的平均粒径，可以适宜地进行过筛等。
作为木质素，可以从市售品中自由选择。例如，可以列举San X(San X P202、San XP321、San X P252、San X SCP、Panillex HW等)、Vanillex(以上，日本造纸公司制)等。
(膨润土)
本发明的排泄物处理剂含有膨润土。膨润土中含有大量的层状硅酸铝盐，具有高的粘性、粘合性、吸水性和吸附性等特性。本发明的排泄物处理剂中，膨润土吸附氨等阳离子，抑制并吸附氨气及其他臭味物质的生成。并且，通过组合木质素和膨润土，可以使膨润土的阳离子吸附效果与木质素的尚不明确的复杂的三维网状结构协同发挥作用，从而进一步地得到抑制、吸附和分解氨气及其他臭味物质的生成的效果。
根据本发明的实施方式，排泄物处理剂中膨润土的含量优选为0.1～60质量％，更优选为1～50质量％，进一步优选为5～30质量％，进一步优选为6～15质量％，更进一步优选为7～12质量％。通过控制在这种范围内，能够得到有效地吸附氨气及其他臭味物质的效果。
根据本发明的一个实施方式，膨润土的平均粒径优选为0.05～300μm，更优选为0.5～200μm，进一步优选为10～150μm，更进一步优选为80～145μm。
根据本发明的另一实施方式，膨润土的粒度分布测定中的体积平均粒径(D50)优选为50～300μm，更优选为80～200μm，进一步优选为100～130μm。并且，根据本发明的另一实施方式，膨润土的众数直径优选为50～300μm，更优选为80～200μm，进一步优选为100～180μm。通过控制在这种范围内，能够得到有效地吸附氨气及其他臭味物质的技术效果。
根据本发明的实施方式，膨润土中的主要成分蒙脱石的含有率优选为70质量％以上，更优选为80质量％以上，进一步优选为90质量％以上，更进一步优选为95质量％以上。对于主要成分以外的成分没有特殊的限定，例如，可以是含有石英、方晶石、沸石、长石等的粘土矿物。根据本发明的实施方式，膨润土具有Si8(Al3.34Mg0.66)Na0.66O20(OH)4的化学式或结构式。根据本发明的实施方式，膨润土含有约50±15质量％程度的氧化硅(尤其是，结晶氧化硅)。并且，根据本发明的实施方式，膨润土中蒙脱石的单位晶体的厚度优选为0.5～5nm，更优选为0.8～3nm。根据本发明的实施方式，膨润土中蒙脱石的单位晶体的宽度优选为50～2000nm，更优选为80～1500nm，进一步优选为100～1000nm。根据本发明的实施方式，膨润土中蒙脱石的形状为平板状。
上述的膨润土可以从市售品中自由选择。作为膨润土的市售品，例如，可以列举Kunipia-F、Kunimine-F、Moistnite-S、Moistnite-U(以上，Kunimine工业公司制)、或250SA-B(以上，丰洋膨润土矿业公司制)等。
(熟石灰)
本发明的排泄物处理剂中可以含有熟石灰，但其特征为排泄物处理剂中熟石灰的量为10质量％以下。熟石灰含量的优选上限为9质量％以下，更优选为8质量％以下，进一步优选为7质量％以下，进一步优选为6质量％以下，更进一步优选为5质量％以下。上限控制在10质量％以下时，可以抑制氨气。另一方面，下限为0质量％，但可以为1质量％以上、2质量％以上或3质量％以上。含有熟石灰时，能够得到抑制粪便臭味、杀死微生物的效果。排泄物处理剂中添加熟石灰时的熟石灰的弱点(促进氨气生成的弱点)可以用褐铁矿、木质素和膨润土(尤其是，褐铁矿)来弥补，从而可以抑制粪便臭味和氨气臭味。
根据本发明的实施方式，熟石灰的平均粒径优选为10μm以上，更优选为50μm以上。对于上限没有特殊的限定，例如，可以为1000μm以下，优选为500μm以下，更优选为300μm以下，进一步优选为150μm以下。并且，根据本发明的实施方式，优选为10～300μm，更优选为20～150μm，进一步优选为50～100μm。通过控制在这种范围内，能够得到去除大便中的恶臭物质、即硫类化合物的技术效果。
作为得到熟石灰的方法，优选购买市售品的方法，例如，优选为宇部材料公司的产品等。
(吸水性聚合物)
本发明的排泄物处理剂中可以含有吸水性聚合物。
本发明的排泄物处理剂中含有的吸水性聚合物(吸水剂)具有协助褐铁矿、木质素、膨润土和一定量以下的熟石灰的功能，同时可以使被处理物的pH趋于中性。本发明中，含有吸水性聚合物时，可以吸收粪便中的水分并使之固化。并且，通过吸水性聚合物的作用，可以使被处理物固化，形成固化了的被处理物的周围被构成排泄物处理剂的成分覆盖的状态，从而可以更为有效地得到本发明所期望的效果。
作为本发明中使用的吸水性聚合物的具体例子，例如，可以列举淀粉丙烯腈接枝聚合物水解产物、淀粉丙烯酸接枝聚合物等淀粉类吸水性聚合物，纤维素-丙烯腈接枝聚合物、纤维素-苯乙烯磺酸接枝共聚物等纤维素类吸水性聚合物，多糖类吸水性聚合物，胶原蛋白等蛋白质类吸水性聚合物，聚乙烯醇交联聚合物等聚乙烯醇类吸水性聚合物，交联聚丙烯酸钠、交联丙烯酸聚合物部分钠盐、丙烯酸钠-乙烯醇共聚物等丙烯酸类吸水性聚合物，马来酸酐类吸水性聚合物，乙烯基吡咯烷酮类吸水性聚合物，聚乙二醇-二丙烯酸酯交联聚合物等聚醚类吸水性聚合物等。这些吸水性聚合物可以单独使用，也可以组合使用两种以上。并且，这些吸水性聚合物可以合成来得到，也可以是市售品。作为市售品的例子，例如，可以列举AQUA KEEP(注册商标)SA(住友精化株式会社制)、AQUALIC(注册商标)CA(株式会社日本催化剂制)、Sanfresh(ST-250、ST-100、ST-573)、AQUAPEARL(San-Dia聚合物公司制)、Himosab HS-960(HYMO公司制)等。
并且，本发明的实施方式中，吸水性聚合物可以是羧甲基纤维素。羧甲基纤维素为纤维素的衍生物，构成纤维素骨架的葡糖醛酸糖单体的羟基的一部分上结合有羧甲基(-CH2-COOH)。并且，该羧甲基纤维素可以是羧甲基纤维素盐。羧甲基纤维素与水的亲和性高，为与水混合后形成凝胶状高粘物的增稠剂。本发明中，通过处理剂的增稠效果，恶臭的抑制效果提高，可以进一步维持抑制效果。
对于本发明的排泄物处理剂中含有的吸水性聚合物的平均粒径没有特殊的限定，优选为50～1000μm，更优选为80～850μm，进一步优选为100～600μm，进一步优选为200～500μm，进一步优选为250～450μm，更进一步优选为300～400μm。并且，本发明的优选实施方式中，吸水性聚合物在106μm以下的情形优选为20质量％以下，更优选为15质量％以下，进一步优选为12质量％以下。并且，超过106μm且在850μm以下的情形优选为80质量％以上，更优选为85质量％以上。并且，超过850μm的情形优选为10质量％以下，更优选为5质量％以下，进一步优选为3质量％以下。
根据本发明的实施方式，排泄物处理剂中吸水性聚合物的含量优选为1～90质量％，更优选为20～70质量％，进一步优选为30～60质量％。通过控制在这种范围内，能够得到固定粪便中的水分、防止该水分扩散的效果。
就本发明的实施方式的排泄物处理剂而言，可以用水、或PVA、水溶性纤维素、水溶性羧甲基纤维素、海藻酸钠等粘合剂等进行造粒。并且，就本发明的实施方式的排泄物处理剂而言，也可以利用日本特开2013-6137号公报、或日本再表2011/162244号公报的技术方案来制成粒状处理剂、或块状处理剂的形式。
排泄物处理剂的制造方法
并且，本发明提供一种排泄物处理剂的制造方法，其特征在于，该制造方法具有混合褐铁矿、木质素、膨润土和熟石灰，并将所述熟石灰的含量控制在10质量％以下的步骤。
作为排泄物处理剂的制造方法，具有混合构成排泄物处理剂的各成分的步骤，但对于混合上述成分的顺序没有特殊的限定，各成分可以一次性混合，可以依次混合各成分。
排泄物处理剂的用途、使用方法等
根据本发明的实施方式，排泄物处理剂适用于临时厕所等非冲水式厕所等的开放式厕所的情形。因此，根据本发明的实施方式，排泄物处理剂可以用于非冲水式厕所。换言之，本发明的排泄物处理剂可以抑制粪便臭味、以及氨气臭味(且长期抑制)，因而尤为适用于非冲水式厕所(临时厕所)。而用沸石代替膨润土时，也无法得到长期抑制氨气臭味的效果。
本发明的实施方式中，在用于临时厕所等非冲水式厕所的情形，优选将本发明的排泄物处理剂预先设置在粪便容器中。通过这种实施方式，厕所的使用者无需直接添加排泄物处理剂。
并且，本发明的实施方式中，将本发明的排泄物处理剂预先设置在粪便容器中时，优选添加少量的水。通过这种实施方式，也可以将排泄物处理剂进行造粒。由此，可以抑制排泄物处理剂的粉尘，使用者可以惬意地使用厕所。
并且，本发明的实施方式中，对于下水道设施不完备的区域的非冲水式厕所(例如，在土壤等挖出洞穴，将该洞穴用作为粪便容器的厕所)，优选将本发明的排泄物处理剂预先设置在该洞穴中。这里，本发明的排泄物处理剂含有褐铁矿、木质素和膨润土来构成。这些成分不会对土壤产生不利影响，因而该洞穴被粪便填满时，用土壤填埋洞穴即可以进行粪便处理。更具体地说，粪便成分或源自排泄物处理剂的成分对土壤产生积极影响，因而还可以进行土壤改良。本发明的实施方式中，用淀粉类等可生物降解的吸水性聚合物作为吸水性聚合物时，可以期待相同的效果。
并且，本发明的实施方式中，排泄物处理剂中含有吸水性聚合物时，优选在处理过的粪便中添加次氯酸、氯化钙等破坏吸水性聚合物的结构的成分。通过这种实施方式，固化的粪便变为液状后，可以喷洒和散布在土壤上来用作为肥料。
本发明的排泄物处理剂在严酷的环境中也可以发挥效果，因而也可用作为宠物的粪便处理剂。因此，本发明的实施方式中，排泄物处理剂可以用于宠物排泄物的处理。本实施方式中，构成排泄物处理剂的成分包含在水溶性基材中。通过采用这种实施方式，宠物的主人无需随身携带粉体状的排泄物处理剂，便携性得以提高。并且，本实施方式中，可以将包含在水溶性基材中的状态的排泄物处理剂直接添加到收容有宠物排泄物的袋子(例如，塑料袋)中。此时，更优选进一步添加少量的水。根据这种实施方式，宠物的粪便处理变得非常容易，还可以解决臭味的问题。并且，本发明的实施方式中，也可以剪掉包含排泄物处理剂而成的水溶性基材的局部后将之打开，将水溶性基材中收容的粉体状的排泄物处理剂撒在宠物的排泄物上。通过这种实施方式，在不添加水的前提下即可以有效地发挥本发明所期望的效果。
这里，水溶性基材只要溶于水中即可，没有特殊的限定，例如，可以列举水溶纸、水溶性薄膜等。对于水溶性基材的尺寸也没有特殊的限定。
并且，本发明的排泄物处理剂在严酷的环境(尤其是，开放式厕所)也可以有效地发挥所期望的效果，因而除了用作为如将处理过的排泄物装入袋子(例如，乙烯袋)后进行捆扎的灾害用途的处理剂以外，还可以用于家畜排泄物、有机污泥或呕吐物的处理。
本发明的优选实施方式中，相对于被处理物(大便150～350g)的排泄物处理剂的量可以根据需要适宜调整，但大体优选为3～100g，更优选为5～70g，进一步优选为10～50g。相对于被处理物(小便50～500g)的排泄物处理剂的量可以根据需要适宜调整，但大体优选为3～100g，更优选为5～70g，进一步优选为10～50g。
实施例
以下，举出本发明的代表性的实施方式来进一步说明本发明，但本发明不局限于这些实施方式。此外，除非特别说明，以下实施例中的“份”表示“质量份”，“％”表示“质量％”。并且，除非特别说明，以下的操作及物性等的测定是在室温(20～25℃)/相对湿度40～50％RH的条件进行。
<排泄物处理剂的制作>
实施例1、比较例1～10
按照表1所示的组成，混合构成排泄物处理剂的各成分，制作了35g的排泄物处理剂。
比较例11
除了改为与日本特开2014-87779号公报的实施例19相同的组成以外，与实施例1相同地制作了35g的排泄物处理剂。
<臭气试验、氨气测量>
在聚乙烯袋中装入40岁男性的大便200g及小便100g并密封，放置了1小时。
打开袋子，加入各实施例、各比较例中制作的排泄物处理剂35g，放置30天后，进行了臭气的感官试验。并且，用检测管(北川型氨气用气体检测管，光明理化学工业公司制，测定极限至200ppm)测定了氨气浓度，结果示于表1中。
<结果、评价>
根据实施例1的排泄物处理剂，处理后的排泄物长期放置30天时也可以抑制粪便臭味，并可以抑制氨气臭味，几乎感受不到臭味。另一方面，比较例1、2中不含有熟石灰，氨气的生成原本就少，但含有木质素，因而无法确认到氨气，但仍残留有稍强烈的粪便臭味。由此可知，膨润土的存在对于得到本发明所期望的效果是重要的。
就比较例3而言，排泄物处理剂中熟石灰的含有比率超过10质量％，因而氨气浓度高。因此，由于褐铁矿、木质素、膨润土和熟石灰等的作用，粪便臭味虽然被抑制，但源自氨气的刺激气味强烈，仍残留有臭气。
比较例4为只使用褐铁矿的实验，其结果，感受到如厨余垃圾发酵般的恶臭。
比较例5是将比较例4的组成的一半替换为吸水性聚合物的实验，由于吸收了水分，臭气相应地低于比较例4，但还是可以感受到如厨余垃圾发酵般的恶臭。
就比较例6、7而言，在比较例5的组成中添加了熟石灰，因而促进了氨气生成，两者都散发氨气的刺激气味和有机臭味相叠加的略强烈臭味。
比较例8接近于实施例的组成，但没有添加膨润土。其结果，仍残留有氨气的刺激气味和有机气味相叠加的臭气。由此可知，本发明所期望的效果是由于褐铁矿、木质素和膨润土的协同作用得以实现。再者，由褐铁矿、木质素和沸石的组合无法实现本发明所期望的效果，由此可知褐铁矿、木质素和膨润土的组合极为重要。换言之，本发明中，沸石无法替代膨润土。
比较例9不含有木质素，无法抑制氨气的生成，并残留有粪便产生的臭气。比较例10不含有褐铁矿，产生了相当强烈的恶臭。
比较例11含有大量的熟石灰，几乎无法感受到粪便臭味，但相应地促进了氨气的生成，使得臭气残留。
此外，本申请是基于2017年4月14日提交的日本专利申请第2017-80854号，本申请引用并整体引入了该申请的公开内容。

Claims (7)

1.一种排泄物处理剂，其特征在于，所述排泄物处理剂中含有褐铁矿、木质素和膨润土，
所述排泄物处理剂中进一步含有熟石灰时，该熟石灰的含量为10质量％以下。
2.如权利要求1所述的排泄物处理剂，其中，含有1～80质量％的所述褐铁矿。
3.如权利要求1或2所述的排泄物处理剂，其中，含有0.1～80质量％的所述木质素。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的排泄物处理剂，其中，含有0.1～60质量％的所述膨润土。
5.如权利要求1～4中任意一项所述的排泄物处理剂，其中，进一步含有吸水性聚合物。
6.如权利要求5所述的排泄物处理剂，其中，所述吸水性聚合物为淀粉类吸水性聚合物。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的排泄物处理剂，其中，所述排泄物处理剂用于非冲水式厕所或宠物排泄物的处理。
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