JP2012110350A

JP2012110350A - 粒状排泄物処理材の押し出し式圧縮造粒装置

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Publication number: JP2012110350A
Application number: JP2012062449A
Authority: JP
Inventors: Shotaro Mochizuki; 昇太郎望月
Original assignee: Peparlet Co Ltd
Current assignee: Peparlet Co Ltd
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2030-02-24
Also published as: JP5166621B2

Abstract

【課題】吸水性が高く、且つ、崩壊を促しながら塊状化が期待できる粒状排泄物処理材を製造できる押し出し式圧縮造粒装置の提供。
【解決手段】多数の造粒孔２を貫設したダイステーブル１と、該ダイステーブル１の下面に放射状に設けたスペースリブ６と、上記ダイステーブル１の各造粒孔２内に原料を押し込む加圧回転輪３と、上記ダイステーブル１の各造粒孔２の出口から押し出された原料を粒状に折断する折断ブレード４とを備え、上記造粒孔２出口面側に上記スペースリブ６の板厚分の遊間８を存して折断ブレード４を設け、上記造粒孔２で圧縮ゾーンＺ１を形成し、上記遊間８で無圧縮ゾーンＺ２を形成し、上記圧縮ゾーンＺ１で原料を圧縮した後上記無圧縮ゾーンＺ２で膨潤を促し、該無圧縮ゾーンＺ２の出口面に沿い折断ブレード４を回転させて粒状に折断することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮造粒された有機質繊維を主成分とする吸水性粒状体から成る排泄物処理材の押し出し式圧縮造粒装置に関するものである。

排泄物処理材においては、排尿領域の吸水性粒状体が吸水によって速やかに崩壊して塊状になることが商品機能として求められている（塊状になることによって、使用前と使用後の判別と新しい粒状体との交換が容易となる）。

従来は、斯かる要求に応えるため、吸水性粒状体の加水圧縮造粒後に、その外周面に紙粉と、澱粉又はＣＭＣ又は吸水性ポリマー等との配合材をまぶし付けして被覆層を形成し、受尿時に、該被覆層が崩壊しつつ隣接する粒状体と結合し、塊状化を招来せしめる方法が採られているが、斯かる手段は、吸水性粒状体を二重構造にするための製造加工が必要で、コスト高となることに加えて、被覆層が剥げ落ちる等の問題を有していた（例えば、特許文献１参照）。

他方、上記の問題点を有する被覆層を形成せずに、粒状体の崩壊性と塊状化の低下の問題を解決する手段として、上記有機質繊維を主成分とする原料中に液体の油又は液体のワックス又は液体のシリコーンを添加し混練して圧縮造粒することにより、受尿時における有機質繊維同士の離れ性を良好にし、崩壊性と塊状化を図っている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、上記の解決手段は、添加される油等によってこの種排泄物処理材の主目的である吸水性を逆に低下させる懸念があり、油等の使用はコスト高に繋がると共に、乾燥工程時に火災が発生する恐れも有している。

特開２００８−２７８８２６号公報特開２００８−１３６４５４号公報

本発明は、上記した粒状体を被覆層で覆わずに、又油等を添加する方法を止めて、崩壊性と塊状化目的を確実に達成できる粒状排泄物処理材の押し出し式圧縮造粒装置を提供するものである。

本発明は、多数の造粒孔を貫設したダイステーブルと、該ダイステーブルの下面に放射状に設けたスペースリブと、上記ダイステーブルの各造粒孔内に原料を押し込む加圧回転輪と、上記ダイステーブルの各造粒孔の出口から押し出された原料を粒状に折断する折断ブレードとを備え、上記造粒孔出口面側に上記スペースリブの板厚分の遊間を存して折断ブレードを設け、上記造粒孔で圧縮ゾーンを形成し、上記遊間で無圧縮ゾーンを形成し、上記圧縮ゾーンで原料を圧縮した後上記無圧縮ゾーンで膨潤を促し、該無圧縮ゾーンの出口面に沿い折断ブレードを回転させて粒状に折断することを特徴とする粒状排泄物処理材の押し出し式圧縮造粒装置を提供するものである。

好ましくは、上記造粒孔の高さを１〜１０ｍｍに設定し、上記遊間を形成するスペースリブの厚みを３０〜３９ｍｍに設定したものである。

本発明によれば、従来のように、吸水性粒状体の外周面に被覆層を形成して、その崩壊性と塊状化を図ったり、或いは、有機質繊維を主成分とする原料中に液体の油等を添加して、同様に、その崩壊性と塊状化を図らなくとも、それ自体で吸水性が良好で且つ安価な動物用の粒状排泄物処理材を初めて提供することが可能となった。

その上、原料は圧力を受ける圧縮ゾーン（造粒孔）と圧力を受けない無圧縮ゾーン（遊間）とを連続して通過して、その後、折断ブレードで粒状に折断されることとなるが、圧縮ゾーンを通過する過程では、原料は圧力が掛かり密度が高くなるが、この圧縮ゾーンを通過して無圧縮ゾーンに至ると、今度は、圧力から完全に開放され、膨潤して低密度になり、即ち粗空隙構造になり、これにより、吸水性が大幅に向上するばかりか、吸水時の崩壊性を促進し、粒状体相互の塊状化が大いに期待できることとなる。

本発明の実施例における押し出し式圧縮造粒装置に供されるダイステーブルを示す平面図である。実施例における押し出し式圧縮造粒装置を示す図１のＡ−Ａ線要部拡大断面図である。実施例において、原料が圧縮ゾーンと無圧縮ゾーンを通過して造粒される状態を説明する要部拡大断面図である。 φ３ｍｍの粒状排泄物処理材を比較した破壊荷重試験結果を示す図表であり、（Ａ）は実施例のもの、（Ｂ）は従来のものである。 φ６ｍｍの粒状排泄物処理材を比較した破壊荷重試験結果を示す図表であり、（Ａ）は実施例のもの、（Ｂ）は従来のものである。（Ａ）は吸水性粒状体を示す斜視図、（Ｂ）は塊状化した状態を示す平面図である。（Ａ）は従来の押し出し式圧縮造粒装置を示す要部断面図、（Ｂ）は同平面図である。従来の造粒孔の形態を示す要部拡大断面図である。

以下、図１乃至図６に示した本発明の好適な実施例を図７，図８に示した従来例と対比しつつ詳述する。

通常の押し出し式圧縮造粒装置は、図７に示す如く、多数の正円状を呈する圧縮造粒孔２を貫設した円盤状のダイステーブル１と、該ダイステーブル１の各圧縮造粒孔２内に有機質繊維を主成分とする原料を押し込む複数の加圧回転輪３と、ダイステーブル１の各圧縮造粒孔２の出口から押し出された原料を粒状体に折断する折断ブレード４とを備え、上記ダイステーブル１の上面に上記原料を供給して、ダイステーブル１上で各加圧回転輪３を公転と自転をさせながら、上記原料を各圧縮造粒孔２内に押し込んで、該各圧縮造粒孔２の出口からロッド状に押し出された原料を所定の長さに折断して、吸水粒状体から成る粒状排泄物処理材が得られる構成となっている。尚、上記したダイステーブル１は、回転しない。

この場合において、ダイステーブル１に貫設される上記各圧縮造粒孔２は、図８に示す如く、全てが、その孔軸線方向に対して同一径のまま連続して貫設されているので、該圧縮造粒孔２を通過する原料は、上記した加圧回転輪３の圧力に加えて、孔内周面から得られる圧力で、圧縮造粒孔２内を原料がその入口から出口まで継続した圧縮を受けながら押し出されることとなる。

この為、従来の粒状排泄物処理材は、粒状体自体が高密度に固められて、受尿時の吸水性を低下し、崩壊性と塊状化を期待することはできず、これを補完するために粒状体の外周面に前記した被覆層を施す方法が採られている訳である。

そこで、本発明の実施例にあっては、図１・図２に示す如く、上記多数の圧縮造粒孔２を貫設したダイステーブル１の下面に複数のスペースリブ６を放射状に配置して、当該スペースリブ６の板厚分で下記の遊間８を画成する。そして、従来と等しい小径孔２ａから成る圧縮造粒孔２を圧縮ゾーンＺ１となし、上記スペースリブ６の板厚分の遊間８を無圧縮ゾーンＺ２となして、この圧縮ゾーンＺ１と無圧縮ゾーンＺ２の双方を通過した直後に、言い換えれば、圧縮造粒孔２と遊間８を通過した直後に、上記無圧縮ゾーンＺ２の出口面に沿い折断ブレード４を回転させて原料を粒状に折断するものである。この場合に、上記圧縮造粒孔２の高さは、従来の圧縮造粒孔２の高さよりも短くする。従来の圧縮造粒孔２の全厚みが４０ｍｍである場合、本発明においては、圧縮造粒孔２から成る圧縮ゾーンＺ１の厚み、即ち圧縮造粒孔２の高さは１〜１０ｍｍに設定し、且つ、圧縮造粒孔２の径は２〜４ｍｍに設定する。無圧縮ゾーンＺ２の厚み、即ち上記スペースリブ６の厚みは３０〜３９ｍｍと設定する。尚、折断プレード４は、図２に示す如く、圧縮造粒装置の軸１１に取り付けられて無圧縮ゾーンＺ２の出口面に沿って回転する。又、その刃先は回転方向に対して斜めに傾斜している。

再述すると、上記圧縮造粒孔２を全高において同一径の小径孔２ａから成る圧縮ゾーンＺ１とする。他方、該圧縮造粒孔２の出口面側に上記スペースリブ６の板厚分の間隔を置き切断ブレード４を設けて、該折断ブレード４と圧縮造粒孔２との間に、上記圧縮ゾーンＺ１と連続する開放された無圧縮ゾーンＺ２を形成する。但し、実施例で言う無圧縮ゾーンＺ２は、各圧縮ゾーンＺ１に対して個々に対応して設けられるものではなく、全ての各圧縮ゾーンＺ１と共通して対応する筒抜け状態の無圧縮ゾーンＺ２となる。又、上記遊間８は各スペースリブ６間に画成された領域に形成され、該各領域に多数の圧縮造粒孔２を有する。尚、上記スペースリブ６の存在は、ダイステーブル１自体を補強できるので、圧縮造粒孔２の高さを従来のものと比べかなり短くすることが可能となる。

依って、本実施例に係る押し出し式圧縮造粒装置の下で製造される粒状排泄物処理材は、各圧縮造粒孔２において、図３に示す如く、圧力を受ける圧縮ゾーンＺ１と圧力を受けない無圧縮ゾーンＺ２とを連続して通過して、その後、折断ブレード４で粒状に折断される。圧縮ゾーンＺ１を通過する短い過程では、全体に高い圧力を受けて比較的高密度になるが、当該圧縮ゾーンＺ１を通過して無圧縮ゾーンＺ２に至ると、今度は、この圧力から完全に開放されて膨潤する。即ち圧縮ゾーンＺ１で適切に固締めされて無圧縮ゾーンＺ２へロッド状に押し出され、この無圧縮ゾーンＺ２内に押し出されたロッド状物７は遊間８内で固締め作用を受けず、この遊間８の通過過程で自己膨潤を来たし、ロッド状物７の遊離端に低密度部位５′を形成する。斯くして形成された粗密度の粒状体９は、図６Ａにも示す如く、若干粗状に復元し、低密度、即ち粗空隙構造に復元するので、これにより、吸水性が上がり、崩壊を促進し、塊状化を促す。尚、図６Ａに示すＲ３は粒状体９の直径で、数値的にはφ３ｍｍ又は６ｍｍである。

再述すると、本実施例に係る押し出し式圧縮造粒装置の下で製造される粒状排泄物処理材は、従来のものと比較して、その粒状形態が同一であるとすると、従来のものは、図８に示す長い小径造粒孔２の全長において圧縮を受けて、全体が固締めされるが、実施例のものは、圧縮ゾーンＺ１では短い圧縮造粒孔２で必要な固さに圧縮され、次いで無圧縮ゾーンＺ２を通過する過程で自然膨潤し、低密度（粗空隙構造）となる。この結果、吸水時における粒状体９の崩壊性が助長され、図６Ｂに示すように、崩壊による粒状体相互の結合と塊状化１０が大いに期待できることとなる。

又、この粒状排泄物処理材の粗空隙構造を破壊試験の破壊加重の数値に置き換えると、図４・図５に示す実験結果が得られた。即ち、図４Ａ・Ｂの表は、吸水性粒状体９の粒径がφ３ｍｍのものを対象としたもので、同図Ａの「１」と「２」は、下記のＡ配合とＢ配合の原料を上記した実施例の圧縮造粒装置の下で造粒したもので、同図Ｂの「３」と「４」は、同じくＡ配合とＢ配合の原料を上記した従来の圧縮造粒装置の下で造粒したものであり、「１」は水分８．６％、圧縮ゾーンＺ１の高さ７ｍｍ、「２」は水分１０．６％、圧縮ゾーンＺ１の高さ７ｍｍ、「３」は水分９．６％、ダイス厚４０ｍｍ、「４」は水分８．９％、ダイス厚４０ｍｍを条件としたものである。

図５Ａ・Ｂの表は、吸水性粒状体９の粒径がφ６ｍｍのものを対象としたもので、同図Ａの「１」と「２」は、下記のＡ配合とＢ配合の原料を上記した実施例の圧縮造粒装置の下で造粒したもので、同図Ｂの「３」と「４」は、同じくＡ配合とＢ配合の原料を上記した従来の圧縮造粒装置の下で造粒したものであり、「１」は水分１０．５％、圧縮ゾーンＺ１の高さ５ｍｍ、「２」は水分１０．８％、圧縮ゾーンＺ１の高さ５ｍｍ、「３」は水分７．２％、ダイス厚４０ｍｍ、「４」は水分９．３％、ダイス厚４０ｍｍを条件としたものである。尚、上記の試験は、気温約２０℃・湿度約６０％の下で、強度試験機に島津製作所製の「オートグラフ」を用いて行なった。

以上の試験結果から、実施例に係る粒状排泄物処理材の破壊試験の破壊加重Ｎの数値は、９５Ｎ以下であった。同様の試験を、粒状体の配合比や粒径等を変えて繰り返し行った結果、１３Ｎ〜９５Ｎでは良好な崩壊性と塊状化が得られることが判明した。これに対して、従来の装置で造粒された処理材は、いずれも、破壊加重の数値が１６０Ｎ以上であり、本発明との差異は歴然としている。

＜Ａ配合＞（重量比）
再生紙４０〜５５％
無機充填材３０〜４４％
粘着剤１〜３０％

＜Ｂ配合＞（重量比）
再生紙およびパルプ粉４０〜５４％
無機充填材３０〜４４％
粘着剤１〜１５％
吸水性ポリマー１〜１５％

尚、ここで、無機充填材とは、ベントナイト・炭酸カルシウム・タルク・酸性白土・ゼオライト等の一又は二以上を選択的に配合したものを指し、粘着剤とは、澱粉・ＣＭＣ・グアガム等を選択的に配合したものを指す。

本発明においては、従来の如く、吸水性粒状体９の外周面に紙粉等をまぶし付けして被覆層を形成したり、配合材中に液体の油やワックスやシリコーンを添加する方法を採らずに、それ自体吸水性が高く、且つ、崩壊性と塊状化が大いに期待できる安価な粒状排泄物処理材を提供できる訳である。尚、実施例は、一応、縦型の圧縮造粒装置を対象としているが、本発明は、これに限定されるものではなく、横型の圧縮造粒装置を対象とすることも実施に応じ任意である。

本発明は、被覆層を形成したり或いは油等を添加せずに、吸水性に富み、且つ良好な崩壊性と塊状化が期待できる猫や犬等の愛玩動物用粒状排泄物処理材を提供することができる。又、粒状体の表面に被覆をまぶし付けしたり、油等を添加する場合に比べ、排泄物処理材を少ない工程で安価に製造でき、これら従来例の欠点を確実に除去できる。

１ダイステーブル
２圧縮造粒孔（造粒孔）
２ａ小径孔
３加圧回転輪
４折断ブレード
５原料
５´ 低密度部位
６スペースリブ
７ロッド状物
８遊間
９粒状体
１０塊状化
１１軸
Ｚ１圧縮ゾーン
Ｚ２無圧縮ゾーン
Ｒ３粒状体の径

Claims

多数の造粒孔を貫設したダイステーブルと、該ダイステーブルの下面に放射状に設けたスペースリブと、上記ダイステーブルの各造粒孔内に原料を押し込む加圧回転輪と、上記ダイステーブルの各造粒孔の出口から押し出された原料を粒状に折断する折断ブレードとを備え、上記造粒孔出口面側に上記スペースリブの板厚分の遊間を存して折断ブレードを設け、上記造粒孔で圧縮ゾーンを形成し、上記遊間で無圧縮ゾーンを形成し、上記圧縮ゾーンで原料を圧縮した後上記無圧縮ゾーンで膨潤を促し、該無圧縮ゾーンの出口面に沿い折断ブレードを回転させて粒状に折断することを特徴とする粒状排泄物処理材の押し出し式圧縮造粒装置。
上記造粒孔の高さを１〜１０ｍｍに設定し、上記遊間を形成するスペースリブの厚みを３０〜３９ｍｍに設定したことを特徴とする請求項１記載の粒状排泄物処理材の押し出し式圧縮造粒装置。