JP2011092103A - 吸水処理材 - Google Patents

Abstract

【課題】使用前に発色することがないにも関わらず、使用後において、短時間で容易に視認可能となり、安価かつ容易に製造することが可能となる吸水処理材を提供する。
【解決手段】粒状芯部と前記粒状芯部を被覆する被覆層部とを有し、前記被覆層部は、水に対する溶解度が３０℃で１０（ｇ／１００ｇ）以上４５（ｇ／１００ｇ）以下であり、かつ、未発色である水溶性染料を、当該被覆層部１００重量部に対して、０．０１３重量部以上０．０１７重量部未満含み、前記被覆層部の形成前における前記粒状芯部の重量基準含水率が、２０％以上４１％未満である複層構造の吸水処理材であって、外部水分と前記水溶性合成染料が接触することにより、前記被覆層部が染色可能となるように構成されていることを特徴とする吸水処理材とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、人又は動物の排泄物などの液体を吸収するための粒状の吸水処理材（以下、単に「吸水処理材」という）に関する。

近時、愛玩動物等の排泄物の処理を行うための吸水処理材の認知が進んでいるが、低価格化の要請が強くなってきている。このような要請に応えるために、種々の材料が使用されてきている。ところが、種々の材料は固有の色（明度、彩度、色合い、以下同様）を有しており、単に、当該材料を用いて吸水処理材を製造した場合には美観上に問題が生じる場合が存在していた。そのような問題点を解決するために、吸水処理材を発色させる技術が存在している。例えば、未発色の水溶性染料を含み、当該染料が排尿水分と接触することにより発色可能とされている発色性動物用排尿処理材が存在している（特許文献１）。

しかし、このような発色性動物用排尿処理材は、思想としては優れているが、水溶性染料は吸水処理材中の水分と反応しやすいため、実際に製造することは非常に難しい。この点を克服するために、圧縮成形により無加水で吸水処理材を造粒する方法（特許文献２）や、水溶性染料を用いずに、予め着色された不活性である微細な無機酸化物等の粉体を吸水処理材に混入する方法（特許文献３）が知られている。

特願２００９−４４９９２号公報 特許第３８５０４３０号公報 特許第３７４０４４０号公報

しかし、圧縮成形により無加水で吸水処理材を造粒する方法では、複層構造の排尿処理材を製造することが、技術的にも費用的にも難しいという問題点が存在していた。また、予め着色された無機質材料を吸水処理材に混入する方法では、水分との反応が抑制させる反面、少量の水分では視認し難く、発色するまでに一定の時間を要してしまうという問題点を有していた。

本発明は、上記の各問題点を解決するためになされたものであり、使用前に発色することがないにも関わらず、使用後において、短時間で容易に被覆層部を染色可能であるとともに、安価かつ容易に製造することが可能となる複層構造の吸水処理材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の吸水処理材は、 粒状芯部と前記粒状芯部を被覆する被覆層部とを有し、前記被覆層部は、水に対する溶解度が水温３０℃で１０（ｇ／１００ｇ）以上４５（ｇ／１００ｇ）以下であり、かつ、未発色である水溶性染料を、当該被覆層部１００重量部に対して、０．０１３重量部以上０．０１７重量部未満含み、前記被覆層部の形成前における前記粒状芯部の重量基準含水率（以下、「含水率」という。）が、２０％以上４１％未満である複層構造の吸水処理材であって、外部水分と前記水溶性染料が接触することにより、前記被覆層部が染色可能となるように構成されていることを特徴としている。

また、本発明の吸水処理材は、粒状芯部と前記粒状芯部を被覆する被覆層部とを有し、 前記被覆層部は、水に対する溶解度が水温８０℃で５（ｇ／１００ｇ）以上１５（ｇ／１００ｇ）以下であり、かつ、未発色である水溶性染料を、当該被覆層部１００重量部に対して、０．０２６重量部以上０．０４１重量部未満含み、前記被覆層部の形成前における前記粒状芯部の含水率が、２０％以上４１％未満である複層構造の吸水処理材であって、外部水分と前記水溶性染料が接触することにより、前記被覆層部が染色可能となるように構成されていることを特徴としている。

吸水処理材における水溶性染料の添加量と粒状芯部の水分との間には相互に密接な関係があるが、本発明の吸水性処理材は、実証実験による試行錯誤の結果、被覆層部を染色するために最低限必要な水溶性染料の添加量（配合比率）と、複層構造を維持し、使用前に発色することを防ぐことが可能となる粒状芯部の含水率のバランスを実証的に定めたことに成功したものである。

すなわち、本発明の吸水処理材の通りに被覆層部に添加する水溶性染料の添加量と、被覆層部の形成前における粒状芯部の含水率を定めることで、使用前には被覆層部の水溶性染料は発色しない。一方、使用後には、水溶性染料が外部から浸透した水分（外部水分）と接触して発色し、発色した色素が速やかに被覆層部の全体に拡散するため、当該被覆層部が染色されることになる。
このように、本発明の吸水処理材によれば、被覆層部に水溶性染料を直接混入しているため、短時間で被覆層部を染色することができる。また、被覆層部及び粒状芯部の色に応じて、所望の色の水溶性染料を選択して、被覆層部を容易に好みの色に染色することができるため、安価に製造することが可能となる。

また、本発明の吸水処理材は、粒状芯部と前記粒状芯部を被覆する被覆層部とを有し、前記被覆層部は、水に対する溶解度が水温３０℃で１０（ｇ／１００ｇ）以上４５（ｇ／１００ｇ）以下であり、かつ、未発色である水溶性染料を、当該被覆層部１００重量部に対して、０．０１３重量部以上０．０１７重量部未満含み、保存時における前記粒状芯部の含水率が、３％以上１０％以下である複層構造の吸水処理材であって、外部水分と前記水溶性染料が接触することにより、前記被覆層部が染色可能となるように構成されていることを特徴としている。

さらに、本発明の吸水処理材は、粒状芯部と前記粒状芯部を被覆する被覆層部とを有し、前記被覆層部は、水に対する溶解度が水温８０℃で５（ｇ／１００ｇ）以上１５（ｇ／１００ｇ）以下であり、かつ、未発色である水溶性染料を、当該被覆層部１００重量部に対して、０．０２６重量部以上０．０４１重量部未満含み、前記被覆層部の形成後における前記粒状芯部の含水率が、３％以上１０％以下である複層構造の吸水処理材であって、外部水分と前記水溶性染料が接触することにより、前記被覆層部が染色可能となるように構成されていることを特徴としている。
ここで、保存時とは、吸水処理材が完成品となってから使用直前までの期間をいう。

本発明の吸水処理材は、保存時における粒状芯部の重量基準含水率を３％以上１０％以下としたことにより、保存時において発色及びカビの発生を防止させることができる。加えて、使用時において短時間で被覆層部を染色することができる。また、被覆層部及び粒状芯部の色に応じて、所望の色の水溶性染料を選択して、被覆層部を容易に好みの色に染色することができる。

また、本発明の吸水処理材において上記粒状芯部が８０重量％乃至８７重量％、前記被覆層部が２０重量％乃至１３重量％の構成比であることが、粒状芯部の寸法と被覆層部の層厚のバランス上、非常に好適である。また、被覆層部の構成材料としては、紙粉、吸水性樹脂、接着性を有する水溶性材料の混合物を用いることが好適である。

さらに、前記吸水処理材において、前記被覆層部に浸透剤又は膨潤剤を添加することもできる。
ここで、浸透剤とは、被覆層部への水分の浸透を促進させるために配合される薬剤をいい、膨潤剤とは、被覆層部を膨張させることにより、導水路を形成させて水分の浸透を容易とするために配合される薬剤をいう。

本発明では、浸透剤は被覆層部の水分の浸透速度を増大させ、また、膨潤剤は被覆層部の構成材料を膨潤させることにより、両剤ともに外部から吸水された水分子の移動を円滑にすることにより透水性が高められるため、水溶性染料を構成する色素粒子を被覆層部の内部まで均一に浸透させることができる。したがって、より迅速かつ鮮やかに被覆層部の染色を行わせることができる。

本発明の吸水処理材によれば、使用前に発色することがないにも関わらず、使用後において、短時間で容易に被覆層部の染色を可能とするとともに、安価かつ容易に製造することが可能となる複層構造の吸水処理材を提供することができる。

本発明の排泄物処理材の製造方法を示す工程図である。

本発明を実施するための一形態（以下、「実施形態」という。）について、猫や犬等の愛玩動用の排泄物を処理するための粒状の吸水処理材（排尿処理材）を例として、図面を参照して詳細に説明する。

［排泄物処理材］
本発明の吸水処理材は、外部からの水分を吸収するための粒状芯部と、この粒状芯部の表面を被覆する所定厚さの被覆層部とから形成される複層構造を有している。

＜粒状芯部の構成材料＞
粒状芯部は、小塊の形状に形成されていればよく、完全な球形等である必要はないものであり、柱状体（細長形）、扁平形等、その形状は問わない。
また、粒状芯部は吸水性能又は保水性能を有していればその材質等に制限はない。例えば、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリ塩化ビフェニール、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニリデン、アクリル樹脂、ポリウレタン（ウレタンフォーム）等の他、生分解性プラスチックなどのプラスチック材料を使用することができる。

さらに、動物用排泄物処理材の廃材のプラスチックに富む分離産物、紙おむつ廃材のプラスチックに富む分離産物、生理用ナプキン廃材のプラスチックに富む分離産物、動物用紙おむつ廃材のプラスチックに富む分離産物、生理用ナプキン廃材のプラスチックに富む分離産物、動物用生理用ナプキン廃材のプラスチックに富む分離産物、乳パッド廃材のプラスチックに富む分離産物、汗パッド廃材のプラスチックに富む分離産物、失禁パッド廃材のプラスチックに富む分離産物、動物用シーツ廃材のプラスチックに富む分離産物、寝具用シーツ廃材のプラスチックに富む分級等による分離産物、マスク廃材のプラスチックに富む分離産物、アイマスク廃材のプラスチックに富む分離産物、座席用ヘッドカバー廃材のプラスチックに富む分離産物、塩化ビニル壁紙廃材、枕カバー廃材のプラスチックに富む分離産物若しくは合成樹脂繊維廃材（以下、これらの材料を総称して「衛生廃材等」ということがある。）を用いることもできる。

また、上記プラスチック材料に加えて、他の有機質廃材を加えることもできる。それらの有機質廃材としては、動物用排泄物処理材の廃材、紙おむつ廃材、動物用紙おむつ廃材（衛生材メーカーから発生する規格外品の紙おむつの外装体など）、生理用ナプキン廃材、動物用生理用ナプキン廃材（衛生材メーカーから発生する規格外品の生理用ナプキンの外装体など）、乳パッド廃材、汗パッド廃材、失禁パッド廃材、動物用シーツ廃材、寝具用シーツ廃材、マスク廃材、アイマスク廃材、座席用ヘッドカバー廃材、枕カバー廃材、薄葉紙廃材、衛生用紙廃材、トイレットペーパー廃材、ティッシュペーパー廃材、化粧紙廃材、ちり紙廃材、紙綿廃材、紙タオル廃材、便座シート廃材、新聞紙屑、雑誌屑、バフ粉（主として印刷会社において、製本の切断時や削り時に発生する微細な紙粉）、機械パルプ廃材、化学パルプ廃材、チタン紙廃材、セミケミカルパルプ廃材、綿状パルプ廃材、木材パルプ廃材、古紙パルプの粉砕物、フラッフパルプ、吸水性繊維廃材、不織布廃材、不織布製造時に発生する紙粉、製紙工程において発生する紙粉若しくは衛生材料製造時に発生する紙粉、ラミネート紙廃材、ラミネート紙の印刷屑、ラミネート紙の端屑、ダンボール屑、損紙（衛生材メーカーから発生するトリムロス、不織布等や、製紙メーカーから発生する紙屑全般）、製紙スラッジ、パルプスラッジ、木材屑、鉋屑、木粉、紙粉、焙煎コーヒー豆の抽出残渣、茶殻、野菜屑、使用済み切符若しくはパンチ屑、又はこれら二以上の材料の混合物の粉砕物（以下、これらの材料を総称して「有機質廃材」ということがある。）を用いることができる。

また、粒状芯部には、ベントナイト、ゼオライト等の無機質材料等を用いることもできる。
なお、脱臭材料、消臭材料、殺菌作用を有する物質、着色物質、検査用指示薬等、吸水性能を阻害することなく、他の効果を奏することが可能となるような物質を配合することもできる。

＜被覆層部の構成材料＞
被覆層部は、使用時に尿等の排泄物で濡れた吸水処理材同士を付着させて塊状とさせる作用を奏させることを第１の意図として設けられている。このような被覆層部の構成材料の例としては、吸水性樹脂、接着性を有する水溶性材料（以下、「水溶性接着材料」という。）若しくは両材料の混合物と、紙粉の混合物とを用いることが好適である。

上記吸水性樹脂とは、ポリマー、ＣＭＣ（カルボキシルメチルセルロース）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、澱粉（Ｔ−α化澱粉、デキストリン、小麦澱粉、馬鈴薯澱粉）などの吸水性能を備える樹脂である。特に、ポリマーは高い吸水性能を有している高吸水性樹脂である。

上記水溶性接着材料としては、例えば、糊料やポリアクリル酸ナトリウム等の高吸水性樹脂がある。このような接着剤として機能する糊料としては、馬鈴薯澱粉、小麦澱粉、甘藷澱粉、コーンスターチ、タピオカ澱粉、米澱粉、デキストリン、各アルファ（α）化した澱粉などの澱粉類、アクリルアミド、ＰＶＡ、カルボキシメチルセルロース又はアルギン酸ナトリウムを使用することができ、又はこれらの２種類以上の物質を組み合わせて使用することができる。また、その他の接着剤としては、高吸水性樹脂、ビニルエステル、ベントナイト、プルラン、カゼイン又はゼラチンなどがあり、これらは単独で使用されるか、又はこれらの２種以上の物質を混合して使用する。

なお、水溶性以外の接着剤を粒状芯部の表層に塗布して、被覆層部を形成した場合には、粒状芯部の周囲に不透水性膜が形成されるため、粒状芯部に水分が浸透しないこととなり、吸水処理材としての機能を果たさないことになるため、使用することは好ましくない。

紙粉としては、薄葉紙、薄葉紙廃材、衛生用紙、衛生用紙廃材、トイレットペーパー用紙、トイレットペーパー廃材、ティッシュペーパー用紙、ティッシュペーパー廃材、化粧紙用紙、化粧紙廃材、ちり紙用紙、ちり紙廃材、紙綿、紙綿廃材、紙タオル、紙タオル廃材、便座シート廃材、新聞用紙、新聞紙屑、雑誌屑、バフ粉、機械パルプ、機械パルプ廃材、化学パルプ、化学パルプ廃材、セミケミカルパルプ、セミケミカルパルプ廃材、綿状パルプ、綿状パルプ廃材、木材パルプ、木材パルプ廃材、古紙パルプの粉砕物、フラッフパルプ、吸水性繊維廃材、吸水性樹脂を含む紙粉、製本時に発生する紙粉、不織布製造時に発生する紙粉、製紙工程において発生する紙粉若しくは衛生材料製造時に発生する紙粉又はこれら二以上の粉砕物の混合物であり、何れも、０．５ミリメートル以下、好ましくは、０．３ミリメートル以下の粒度の粒状物に粉砕されて使用される。

また、被覆層部は、粒状芯部が固有の色を有している場合に、使用前に当該色を隠すという作用を奏させることを第２の目的として設けられている。その際、使用前における被覆層部の着色作用を効果的に行うために、予め着色性物質により着色されている比較的不活性である微細な無機酸化物等の無機質材料の粉体を、被覆層部の構成材料に配合して、所望の色に着色することもできる。

さらに、被覆層部は、使用後に染色することにより、使用部分と未使用部分の判別を容易とするとともに、使用後にも粒状芯部の色隠すという作用を奏させることを第３の目的として設けられている。この目的を達成するために、本発明の吸水処理材では、上記着色性物質とは別に、未発色であり、水分と接触することにより容易に発色する性質を有する水溶性染料の粉末が被覆層部に添加されている。この水溶性染料は、使用後に外部から浸透する水分と当該水溶性染料が接触することにより発色し、被覆層部を染色可能となるために添加する点で、上記着色性物質とはその役割が異なっている。

水溶性染料を使用する目的は、外部から浸透する水分により染色を容易に行うためであり、直接染料、水に易溶である酸性染料及び塩基性染料の一部、反応性染料など、下記の水に対する溶解度の要件を満たす公知の水溶性天然染料及び水溶性合成染料を使用することができる。

上記の水溶性染料を添加することにより、例えば、粒状芯部と被覆層部の色を異なる色として、被覆層部を発色させることにより他色に染色すること（例えば、粒状芯部を黄色とし被覆層部を青色に発色させて全体を緑色に染色することや、粒状芯部を白色とし被覆層部を赤色に発色させて全体を桃色に染色することなど）や、粒状芯部と被覆層部を同色系の色に染色することなどを可能とすることができる。
このように、被覆層部の構成材料の種類、被覆層部及び粒状芯部の色、染色を希望する使用後の被覆層部の色等を考慮して、適切な水溶性染料を用いることができる。

また、被覆層部には、浸透剤又は膨潤剤を添加することも可能である。
浸透剤としては、各種の界面活性剤など公知の物質を用いることができ、膨潤剤としては、セルロース系の膨潤剤など公知の物質を使用することができる。

＜構成比率等＞
本発明の吸水処理材は、粒状芯部が８０重量％乃至８７重量％、被覆層部が２０重量％乃至１３重量％の構成比であることが、粒状芯部の寸法及び被覆層部の層厚や下記の水溶性染料の添加割合との関係上最適である。

＜粒状芯部の含水率及び水溶性染料の添加量＞
被覆層部の構成材料は粒状芯部に存在する水分によってその周囲に付着するため、当該被覆層部の形成前における粒状芯部の含水率の下限値を下回ると、粒状芯部の周囲に被覆層部を形成する材料が付着しないこことなる。すなわち、粒状芯部の含水率が２０重量％未満の場合には、所定の作用を奏するために必要となる所定厚の被覆層部が形成されず、複層構造の吸水処理材が形成されない結果となるから好ましくない。この場合には、被覆層部に剥離が生じたり、使用後に塊状にならならず、美観にも優れないため、好ましくない。

一方、粒状芯部の含水率の上限値である４１重量％又は３１重量％（下記に説明するように水溶性染料の添加量によって異なる）を上回ると、被覆層部の形成時において粒状芯部の水分が過剰に被覆層部に滲出することにより、水溶性染料と接触し、発色してしまうことになるため好ましくない（但し、水溶性染料の添加量が下限値を下回る場合は除く）。

また、水溶性染料の添加量が下限値を下回る場合には、被覆層部を形成する構成材料に比較して、水溶性染料が少ないため、使用前はもちろん、外部からの水分を吸収した場合であっても被覆層部の吸水部分が染色され難くなる。
一方、水溶性染料の添加量が上限値を上回る場合には、被覆層部を形成する構成材料に比較して水溶性染料が多いため、被覆層部の形成時において粒状芯部から滲出した水分が少なくても使用前に発色してしまうことになる（但し、粒状芯部の含水率が微量の場合は除く）。

このように、水溶性染料の添加量と、被覆層部の形成時における粒状芯部の含水率との間には相互に密接な関係がある。すなわち、水溶性染料の添加量が少なすぎると含水率に関係なく使用後に発色せず、他方、水溶性染料の添加量が多すぎると、粒状芯部から滲出した少量の水分に反応して使用前に発色してしまう。一方、粒状芯部の含水率が少なすぎると、被覆層部に水分が滲出せず、水溶性染料と水分が接触し難くなるため発色が規制される。しかし、強い接着力を有する接着剤を使用しない本発明の吸水処理材の場合、被覆層部の構成材料は粒状芯部の水分でその周囲に付着するため、被覆層部が所定の厚さとならず、複層構造とはならない。
そこで、本発明の吸水性処理材は、被覆層部を染色するために最低限必要な水溶性染料の添加量と、複層構造を維持し、使用前に発色することを防ぐことが可能となる粒状芯部の含水率として以下の値を定めている。
なお、水溶性染料の添加量は、水への溶解度によって異なる（溶解度が高い水溶性染料の場合には染色しやすく、溶解度が低い水溶性染料の場合には染色しにくい）ため、重量と基準水温における溶解度によって定めるものとする。

これらの値は、被覆層部に、水に対する溶解度が水温３０℃で１０（ｇ／１００ｇ）以上４５（ｇ／１００ｇ）以下の水溶性染料を添加する際において、当該被覆層部１００重量部に対して、０．０１３重量部以上０．０１７重量部未満の添加量とする場合には、上記粒状芯部の含水率を２０重量％以上４１重量％未満とすることが必要である。
また、被覆層部に、水に対する溶解度が水温３０℃で１０（ｇ／１００ｇ）以上４５（ｇ／１００ｇ）以下の水溶性染料を添加する際において、被覆層部１００重量部に対して、０．０１７重量部以上０．０２５重量部未満の添加量とした場合には、上記粒状芯部の含水率を２０重量％以上３１重量％未満として、含水率の下限値を下げることにより使用前の発色を抑えることが必要である。

さらに、被覆層部に、水に対する溶解度が水温８０℃で５（ｇ／１００ｇ）以上１５（ｇ／１００ｇ）以下の水溶性染料を添加する際において、当該被覆層部１００重量部に対して、０．０２６重量部以上０．０３１重量部未満の添加量とする場合には、上記被覆層部の形成前における粒状芯部の含水率を２０重量％以上４１重量％未満とすることが必要である。
また、被覆層部に、水に対する溶解度が水温８０℃で５（ｇ／１００ｇ）以上１５（ｇ／１００ｇ）以下の水溶性染料を添加する際において、当該被覆層部１００重量部に対して、０．０３１重量部以上０．０４１重量部未満の添加量とした場合には、上記粒状芯部の含水率を２０重量％以上３１重量％未満として、含水率の下限値を下げることにより使用前の発色を抑えることが必要である。
なお、溶解度が低い水溶性染料は、溶解度が高い水溶性染料と比べて発色性が低く、多量に添加しないと発色しない。そこで、その添加量を増加させる必要があるため、上記添加量が異なっているものである。

また、吸水性処理材の保存時において粒状芯部の含水率が高い場合においても、長期的に粒状芯部の水分が滲出して、水溶性染料と反応して発色してしまうことになる。そこで、本発明の吸水性処理材は、被覆層部を染色するために最低限必要な水溶性染料の添加量と、保存時に発色することを防ぐことが可能となる粒状芯部の含水率として以下の値を定めている。

これらの値は、被覆層部に、水に対する溶解度が水温３０℃で１０（ｇ／１００ｇ）以上４５（ｇ／１００ｇ）以下（より好ましくは、１５（ｇ／１００ｇ）以上４０（ｇ／１００ｇ）以下）の水溶性染料を添加する際において、当該被覆層部１００重量部に対して、０．０１３重量部以上０．０２５重量部未満の添加量とする場合には、粒状芯部の含水率を３％以上１０％以下とすることが必要である。
また、被覆層部に、水に対する溶解度が水温８０℃で５（ｇ／１００ｇ）以上１５（ｇ／１００ｇ）以下の水溶性染料を添加する際において、当該被覆層部１００重量部に対して、０．０２６重量部以上０．０４１重量部未満の添加量とする場合には、粒状芯部の含水率を３％以上１０％以下とすることが必要である。
なお、含水率は０％にすれば理論的には粒状芯部からの水分の滲出はなされないことになるが、現実的に製造が難しいことから３％を下限値としたものである。

（３）作用効果
本発明の吸水処理材は、愛玩動物の排尿時に使用されるものである。
すなわち、まず、吸水性処理材の適量を容器に入れる。この段階において、粒状芯部は被覆層部に覆われることによりその色は隠されており、被覆層部は発色していないため本来の色を保っている。この状態で愛玩動物に排尿させると、吸水処理材の被覆層部に尿がかかる。すると、水溶性染料が外部から浸透した尿と接触して発色し、発色した色素が速やかに被覆層部に拡散することにより当該被覆層部が染色されることになる。そのため、染色された使用部分と、染色されなかった未使用部分の判別が可能となるとともに、尿で濡れた被覆層部同士が付着し、複数の吸水処理材が塊状となり、尿は被覆層部を浸透して芯部に吸収されることになる。使用者は、排尿が終わった後に、使用部分のみを取り出して、焼却、廃棄処分等をすることができることになる。

本発明の吸水処理材では、被覆層部に水溶性染料を直接混入しているため、外部からの水分と接触することにより発色した色素が速やかに被覆層部に拡散することから、短時間で鮮やかに被覆層部を染色することができる。特に、被覆層部は白色の紙粉等を多く含んでいるため、白色であることが多いが、その場合には、水溶性染料によって鮮やか、かつ綺麗に染色することができる。

さらに、本発明の吸水処理材は、被覆層部及び粒状芯部の色に応じて、容易に所望の色の選択を行うことが可能となる。その際、粒状芯部と被覆層部の色の違いにより、当該粒状芯部の色を隠したり、粒状芯部の色と被覆層部の色を混合させて異なる色に変化させることができる。また、被覆層部の一部が流出して、粒状芯部が露見する場合もあるが、その場合であっても被覆層部と粒状芯部を同系色にすることで美観を保持することができる。

［製造方法］
続いて、本発明の吸水処理材の製造方法について、図１を参照して説明する。
本発明に係る排泄物処理材の製造方法は、造粒工程（Ｓ１）と、被覆工程（Ｓ２）と、分粒工程（Ｓ３）と、乾燥工程（Ｓ４）とから構成されている。

（１）造粒工程
本工程は、粒状芯部を形成する工程である（Ｓ１）。
本工程では、プラスチック材料、衛生廃材等、有機質廃材などの構成材料を破砕機で所定の大きさに粉砕し、当該粉砕された構成材料を所定の割合となるようにミキサーに投入して混ぜ合わせる。そして、加水して含水率を高めた後（好ましくは、２０重量％程度）に、基材を押出造粒することにより、粒状芯部を形成する作業を行うことになる。

（２）被覆工程
本工程は、粒状芯部の周囲に被覆層部を形成する工程である（Ｓ２）。
本工程では、被覆層部の構成材料（以下、「被覆材料」という。）を調合する。このとき、所望の水溶性染料の粉末を上記の所定の分量となるように添加するとともに、必要に応じて、浸透剤や膨潤剤を添加することになる。
一方、上記したように水溶性染料の種類及び添加量に応じ、必要に応じて、粒状芯部の表面に加水することにより含水率が２０重量％以上４１重量％未満（場合によっては、２０重量％以上３１重量％未満）の範囲内になるように調節する。そして、コーティング装置等を用いて、粒状芯部の周囲に被覆材料を噴霧し、被覆層部を形成することにより、複層構造の吸水処理材を製造する作業を行うことになる。

（３）分粒工程
本工程は、吸水処理材の寸法が所定の規格になるように分粒する工程である（Ｓ３）。
本工程では、所定の寸法の篩目を有する篩に、前工程で製造された吸水処理材を通過させることにより規格外の製品を分別し、所定の規格品のみを抽出する作業を行うことになる。

（４）乾燥工程
本工程は、規格品として抽出した吸水処理材を乾燥機で乾燥させる工程であり、粒状芯部の含水率が３重量％乃至１０重量％の範囲内になるように調節する（Ｓ４）。

このように、本発明の吸水処理材は公知の製造方法で製造することができ、適宜、他の工程を追加することも可能である。

［他の実施形態］
以上、本発明について、好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。本実施形態では、愛玩動用の排泄物を処理するための吸水処理材を例として説明したが、人間や他の動物等に使用することができることは言うまでもない。

本発明の吸水処理材の性能を調べるために、下記の配合でサンプルを作成し、発色試験を行った。

［サンプルの製造方法］
本サンプルは、上記実施形態と同様に粒状芯部と被覆層部とから形成される複層構造の吸水処理材であり、当該粒状芯部と被覆層部を構成する材料の重量比を８３％対１７％として、上記製造方法と同様の方法により製造した。

（１）粒状芯部
塩化ビニル壁紙、紙おむつ廃材、生理用ナプキン廃材、バフ粉、損紙を原材料とした。

ａ）被覆層部を形成する以前の粒状芯部の含水率を変えた場合
被覆層部を形成する以前の粒状芯部の含水率を１５重量％から４５重量％まで、１％刻みで３１パターン変化させて、サンプルを製造した。

ｂ）乾燥工程後の粒状芯部の含水率を変えた場合
上記乾燥工程終了後の粒状芯部の含水率を３重量％から１５重量％まで、１％刻みで１３パターン変化させて、サンプルを製造した。

（２）被覆層部
被覆層部の材料は、紙粉６０重量％、タピオカアルファー化澱粉２０重量％、ポリアクリル酸ナトリウム（吸水性樹脂）１６重量％、デキストリン４重量％を混合して生成した。また、被覆層部には、下記の３種類の水溶性染料を別々に添加し、それぞれ添加量を変化させて、サンプルを製造した。

そのうち、食用赤色１０２号（別名：ニューコクシン、ダイワ化成株式会社製、水に対する溶解度が水温３０度で４５重量％）、食用赤色３号（別名：エリスロシン、ダイワ化成株式会社製、水に対する溶解度が水温３０度で１０重量％）の２種類を用いたサンプルは、被覆層部１００重量部に対して、０．０１０重量部〜０．０２８重量部の範囲で、０．００１重量部ずつ配合比率を１９パターン変化させたものを製造した。

ａ）被覆層部を形成する以前の粒状芯部の含水率を変えた場合
このようにして製造された食用赤色１０２号及び食用赤色３号を添加したサンプルは、３１×１９＝５８９種類である。

ｂ）乾燥工程後の粒状芯部の含水率を変えた場合
このようにして製造された食用赤色１０２号及び食用赤色３号を添加したサンプルは、１３×１９＝２４７種類である。

また、ＫＡＹＡＦＥＣＴ ＧＲＥＥＮ（モノアゾアントラキノン系直接染料、日本化薬株式会社製、水に対する溶解度が水温８０度で５重量％）を用いたサンプルは、被覆層部１００重量部に対して、０．０２３重量部〜０．０４４重量部の範囲で、０．００１重量部ずつ配合比率を２２パターン変化させたものを製造した。

ａ）被覆層部を形成する以前の粒状芯部の含水率を変えた場合
このようにして製造されたサンプルは、３１×２２＝６８２種類である。

ｂ）乾燥工程後の粒状芯部の含水率を変えた場合
このようにして製造されたサンプルは、１３×２２＝２８６種類である。

（３）発色試験の方法
上記の各サンプルに関し、それぞれ使用前後で表層部の発色の程度を目視により観察した。

［観察結果］
（１）被覆層部を形成する以前の粒状芯部の含水率を変え、食用赤色１０２号及び食用赤色３号を添加した場合
表１は、水溶性染料として、食用赤色１０２号を添加した各サンプルに関し、使用前（吸水前）と使用後（吸水後）において発色の程度を観察し、粒状芯部の含水率（行）と、水溶性染料の添加量（配合比率）（列）との関係を調べてマトリクスとして記載したものである。

表中に記した○印は、使用前に被覆層部の発色が視認されず、使用後に被覆層部の染色が視認された良好なサンプルであることを示している。一方、×印は、使用前に被覆層部に発色が視認された不良なサンプル、※印は、使用前及び使用後ともに発色が視認されなかった不良なサンプルであることを示している（表２についても同様）。

観察結果によれば、被覆層部１００重量部に対して、０．０１３重量部以上０．０１７重量部未満の水溶性染料が添加されており、被覆層部の含水率が２０％以上４１％未満のサンプル、及び被覆層部１００重量部に対して、０．０１７重量部以上０．０２５重量部未満の水溶性染料が添加されており、被覆層部の含水率が２０％以上３１％未満の各サンプルでは、使用前において被覆層部の発色が視認されず、使用後において被覆層部が明確に染色が視認されるという良好な結果となった。
この結果から、水溶性染料の添加量を増加させた場合には、粒状芯部の含水率の上限値を下げないと、使用前の発色を抑えることができないことが明かになった。

しかし、被覆層部１００重量部に対して、０．０１０重量部以上０．０１３重量部未満の水溶性染料が添加されている各サンプルでは、水溶性染料の添加量が少ないため、粒状芯部の含水率が２０％以上４５％未満の場合において、使用前及び使用後ともに被覆層部の発色、染色が視認されず、良好な結果が得られなかった。
一方、被覆層部１００重量部に対して、０．０２５重量部以上０．０２８重量部未満の水溶性染料が添加されている各サンプルでは、水溶性染料の量が多すぎするため、使用前に被覆層部の発色が視認されてしまい、良好な結果が得られなかった。

また、粒状芯部の含水率に着目すると、含水率が４１％以上４５％未満の場合（被覆層部１００重量部に対して、０．０１０重量部以上０．０１３重量部未満の水溶性染料が添加されているサンプルを除く）には、粒状芯部から必要量以上の水分が被覆層部に滲出してしまうため、水溶性染料と接触することで、使用前に発色が生じてしまい、良好な結果が得られなかった。

さらに、粒状芯部の含水率が１５％以上２０％未満の場合には、所定厚の被覆層部が形成されずに、複層構造の吸水処理材が形成されない結果となり、良好な結果が得られなかった（表１中における△印参照）。
なお、食用赤色３号を配合した各サンプルに関しても、全く同様の結果となった。

（２）被覆層部を形成する以前の粒状芯部の含水率を変え、ＫＡＹＡＦＥＣＴ ＧＲＥＥＮを添加した場合
表２は、水溶性染料として、ＫＡＹＡＦＥＣＴ ＧＲＥＥＮを添加した各サンプルに関し、使用前（吸水前）と使用後（吸水後）において発色の程度を観察し、粒状芯部の含水率（行）と、水溶性染料の添加量（列）との関係を調べてマトリクスとして記載したものである。

観察結果によれば、被覆層部１００重量部に対して、０．０２６重量部以上０．０３１重量部未満の水溶性染料が添加されており、被覆層部の含水率が２０％以上４１％未満の各サンプル、及び、被覆層部１００重量部に対して、０．０３１重量部以上０．０４１重量部未満の水溶性染料が添加されており、被覆層部の含水率が２０％以上３１％未満の各サンプルでは、使用前において被覆層部の発色が視認されず、使用後において被覆層部が緑色に明確に染色が視認されるという良好な結果となった。

しかし、被覆層部１００重量部に対して、０．０２３重量部以上０．０２６重量部未満の水溶性染料が添加されている各サンプルでは、水溶性染料の添加量が少ないため、粒状芯部の含水率が２０％以上４０％未満の場合において、使用前及び使用後ともに被覆層部の発色、染色が視認されず、良好な結果が得られなかった。
一方、被覆層部１００重量部に対して、０．０４１重量部以上０．０４４重量部未満の水溶性染料が添加されている各サンプルでは、水溶性染料の量が多すぎするため、使用前に被覆層部の発色が視認されてしまい、良好な結果が得られなかった。

また、粒状芯部の含水率に着目すると、含水率が４１％以上４５％未満の各サンプル（被覆層部１００重量部に対して、０．０２３重量部以上０．０２６重量部未満の水溶性染料が添加されているサンプルを除く）は、粒状芯部から必要量以上の水分が被覆層部に滲出してしまうため、水溶性染料と接触することで、使用前に発色が生じてしまい、良好な結果が得られなかった。

さらに、粒状芯部の含水率が１５％以上２０％未満の各サンプルに関し、所定厚の被覆層部が形成されずに、複層構造の吸水処理材が形成されない結果となった点は、水溶性染料を添加した場合の結果と同様である。

（３）乾燥工程後の重量基準含水率を変えた場合
この場合において、被覆層部１００重量部に対して、０．０１３重量部以上０．０２５重量部未満の食用赤色１０２号及び食用赤色３号を添加した各サンプル、及び、被覆層部１００重量部に対して、０．０２６重量部以上０．０４１重量部未満のＫＡＹＡＦＥＣＴ ＧＲＥＥＮを添加した各サンプルにおいて、乾燥工程後の粒状芯部の含水率が３％以上１０％以下の場合には、製造から２週間経過後において被覆層部の発色が視認されず、使用後において被覆層部の染色が明確に視認されるという良好な結果となった。
しかし、上記と同じ水溶性染料の添加量であったにも関わらず、乾燥工程後の粒状芯部の含水率が１１％以上１５％以下の各サンプルは、製造から２週間の間に被覆層部の発色が見られてしまい、良好な結果が得られなかった。これは、粒状芯部から水分が滲出した結果、被覆層部の各水溶性染料と接触した結果であると考えられる。

また、被覆層部１００重量部に対して、０．０１０重量部以上０．０１３重量部未満の食用赤色１０２号及び食用赤色３号を添加した各サンプル、及び、被覆層部１００重量部に対して、０．０２３重量部以上０．０２６重量部未満のＫＡＹＡＦＥＣＴ ＧＲＥＥＮを添加した各サンプルは、各水溶性染料の添加量が少ないため、乾燥工程後の粒状芯部の含水率の程度に関わらず、製造から２週間後及び使用後ともに被覆層部の発色、染色が視認されず、良好な結果が得られなかった。

さらに、被覆層部１００重量部に対して、０．０２５重量部以上０．０２８重量部未満の食用赤色１０２号及び食用赤色３号を添加した各サンプル、及び、被覆層部１００重量部に対して、０．０４１重量部以上０．０４４重量部未満のＫＡＹＡＦＥＣＴ ＧＲＥＥＮを添加した各サンプルは、各水溶性染料の量が多すぎるため、乾燥工程後の粒状芯部の含水率の程度に関わらず、製造から２週間の間に被覆層部の発色が視認されてしまい、良好な結果が得られなかった。

Ｓ１ 造粒工程
Ｓ２ 被覆工程
Ｓ３ 分粒工程
Ｓ４ 乾燥工程

Claims (6)

1. 粒状芯部と前記粒状芯部を被覆する被覆層部とを有し、
   前記被覆層部は、水に対する溶解度が水温３０℃で１０（ｇ／１００ｇ）以上４５（ｇ／１００ｇ）以下であり、かつ、未発色である水溶性染料を、当該被覆層部１００重量部に対して、０．０１３重量部以上０．０１７重量部未満含み、
   前記被覆層部の形成前における前記粒状芯部の重量基準含水率が、２０％以上４１％未満である複層構造の吸水処理材であって、
   外部水分と前記水溶性染料が接触することにより、前記被覆層部が染色可能となるように構成されていることを特徴とする吸水処理材。
2. 粒状芯部と前記粒状芯部を被覆する被覆層部とを有し、
   前記被覆層部は、水に対する溶解度が水温８０℃で５（ｇ／１００ｇ）以上１５（ｇ／１００ｇ）以下であり、かつ、未発色である水溶性染料を、当該被覆層部１００重量部に対して、０．０２６重量部以上０．０４１重量部未満含み、
   外部水分と前記水溶性染料が接触することにより、前記被覆層部が染色可能となるように構成されていることを特徴とする吸水処理材。
3. 粒状芯部と前記粒状芯部を被覆する被覆層部とを有し、
   前記被覆層部は、水に対する溶解度が水温３０℃で１０（ｇ／１００ｇ）以上４５（ｇ／１００ｇ）以下であり、かつ、未発色である水溶性染料を、当該被覆層部１００重量部に対して、０．０１３重量部以上０．０１７重量部未満含み、
   保存時における前記粒状芯部の重量基準含水率が、３％以上１０％以下である複層構造の吸水処理材であって、
   外部水分と前記水溶性染料が接触することにより、前記被覆層部が染色可能となるように構成されていることを特徴とする吸水処理材。
4. 粒状芯部と前記粒状芯部を被覆する被覆層部とを有し、
   前記被覆層部は、水に対する溶解度が水温８０℃で５（ｇ／１００ｇ）以上１５（ｇ／１００ｇ）以下であり、かつ、未発色である水溶性染料を、当該被覆層部１００重量部に対して、０．０２６重量部以上０．０４１重量部未満含み、
   保存時における前記粒状芯部の重量基準含水率が、３％以上１０％以下である複層構造の吸水処理材であって、
   外部水分と前記水溶性染料が接触することにより、前記被覆層部が染色可能となるように構成されていることを特徴とする吸水処理材。
5. 前記粒状芯部が８０重量％乃至８７重量％、前記被覆層部が２０重量％乃至１３重量％の構成比であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の吸水処理材。
6. 前記被覆層部に、浸透剤又は膨潤剤が添加されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の吸水処理材。