JP2014103962A - 吸水処理材 - Google Patents

Abstract

【課題】 水解性に優れた吸水処理材を提供する。
【解決手段】 吸水処理材１は、オカラを主材料とするとともに、塩ビ壁紙分級物を副材料とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、人や動物の尿その他の液体を吸収する吸水処理材に関する。

特許文献１には、吸水処理材の一種である排泄物処理材が記載されている。この排泄物処理材においては、繊維を含有するコア層と、それを被覆するスキン層とが設けられている。スキン層は、α化澱粉及び繊維を含んで構成されている。同文献は、この排泄物処理材の利点として、安心して水洗トイレに流せることを謳っている。
特開２０１０−１０４３８３号公報

しかしながら、使用後の吸水処理材を水洗トイレに流して処分するには、当該吸水処理材が充分な水解性（水と接触することにより、結合した繊維や粒子が速やかに分離し、水中に分散する性質）を有することが必要である。吸水処理材の水解性が不充分であると、トイレの詰まりの原因になってしまう。この点、従来の吸水処理材には、水解性の面で向上の余地があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、水解性に優れた吸水処理材を提供することを目的とする。

本発明による吸水処理材は、オカラを主材料とするとともに、塩ビ壁紙分級物を副材料とすることを特徴とする。

この吸水処理材は、オカラを主材料としている。オカラは水解性の高い材料であるため、水解性に優れた吸水処理材が得られる。ここで、オカラが主材料であるとは、吸水処理材を構成する材料全体の中でオカラの占める割合（重量％）が最も大きいということである。塩ビ壁紙分級物が副材料であるとは、吸水処理材を構成する材料全体の中で塩ビ壁紙分級物の占める割合（重量％）が、オカラに等しいか、オカラに次いで２番目に大きいということである。

当該吸水処理材における上記オカラの含有率は、５０重量％以上９５重量％以下であり、当該吸水処理材における上記塩ビ壁紙分級物の含有率は、５重量％以上５０重量％以下であることが好ましい。この場合、吸水処理材の半分以上（５０重量％以上）をオカラが占めるため、特に水解性に優れた吸水処理材が得られる。

上記吸水処理材は、接着性材料を含有し、当該吸水処理材における上記接着性材料の含有率は、１０重量％以下であってもよい。この場合、水解性を阻害することなく、使用時に液体を吸収した吸水処理材どうしを付着させて塊状にする機能（塊状化機能）を高めることができる。上記接着性材料は、澱粉、ＣＭＣ、ＰＶＡ、アルギン酸ナトリウム又は高吸水性ポリマーであることが好ましい。

上記塩ビ壁紙分級物は、０．４ｍｍ以下の目幅を有するスクリーンを通過することにより粉砕された粉砕物であることが好ましい。この場合、塩ビ壁紙分級物が微細に粉砕されているため、吸水処理材の水解性が高まる。

上記吸水処理材の比重が０．４５以下であることが好ましい。この場合、少ない材料で体積を稼ぐことができるため、吸水処理材の製造コストの低減を図ることができる。

上記吸水処理材は、食品添加物である着色料を含有していてもよい。この場合、所望の色を呈する吸水処理材を実現することができ、それにより吸水処理材の美観を向上させることができる。また、着色料が食品添加物であることにより、人や動物が誤って吸水処理材を口にしてしまった場合のリスクを小さくすることができる。

上記吸水処理材は、消臭性材料、殺菌性材料、防黴性材料又は芳香性材料を含有していてもよい。この場合、消臭、殺菌、防黴、芳香といった様々な機能を有する吸水処理材が得られる。

上記吸水処理材は、粒状芯部と、上記粒状芯部を覆う被覆層部とを備えていてもよい。この場合、例えば、吸水・保水機能は主に粒状芯部に担わせ、塊状化機能は主に被覆層部に担わせるというように、機能を分担させることができる。そして、粒状芯部及び被覆層部の材料として、それぞれの機能に適したものを選択することにより、複数の機能を共に高めることができる。

当該吸水処理材における上記被覆層部の占める割合は、１５重量％以下であることが好ましい。この場合、被覆層部に塊状化機能をもたせることにより、水解性を阻害することなく、塊状化機能を高めることができる。

上記被覆層部は、オカラ、有機繊維及び接着性材料を含有していてもよい。この場合、被覆層部自体が、オカラを含んで構成されているため、水解し易い。それゆえ、水解性及び塊状化機能を両立するのに特に適した構造の吸水処理材を実現することができる。

本発明によれば、水解性に優れた吸水処理材を実現することができる。

本発明による吸水処理材の一実施形態を示す模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明による吸水処理材の実施形態について詳細に説明する。
［構成］

図１は、本発明による吸水処理材の一実施形態を示す模式図である。吸水処理材１は、猫や犬等の愛玩動物用の排泄物処理材であり、オカラを主材料とするとともに、塩ビ壁紙分級物を副材料とする。オカラは、乾燥オカラであることが好ましい。乾燥オカラの成分は、例えば、食物繊維（４４重量％）、タンパク質（２５重量％）、脂質（１２重量％）、糖質（６重量％）、ミネラル（３重量％）及び水（１０重量％）である。これらのうちタンパク質及び糖質は、接着性を有しており、塊状化機能を発揮する。

塩ビ壁紙分級物とは、塩ビ壁紙を分級することにより得られる、紙類を含む粉粒体をいう。すなわち、分級により塩ビ壁紙から紙類以外の材料を除去したものが、塩ビ壁紙分級物である。ただし、分級により紙類以外の材料を完全に除去することは困難であるため、塩ビ壁紙分級物には、紙類以外の材料がある程度残存していることが通常である。

例えば、塩ビポリマー（３２重量％）、可塑剤（１６重量％）、酸化チタン（４重量％）、炭酸カルシウム（２５重量％）、安定剤（２重量％）及び紙等（２１重量％）からなる塩ビ壁紙を分級した場合、塩ビ壁紙分級物として、塩ビポリマー（１２．８重量％）、可塑剤（６．４重量％）、酸化チタン（１．６重量％）、炭酸カルシウム（１０重量％）、安定剤（０．８重量％）及び紙等（２１重量％）からなる粉粒体が得られる。このとき除去されるのは、塩ビポリマー（１９．２重量％）、可塑剤（９．６重量％）、酸化チタン（２．４重量％）、炭酸カルシウム（１５重量％）及び安定剤（１．２重量％）からなる、紙類を含まない粉粒体である。なお、本例において塩ビ壁紙分級物の構成割合（塩ビ壁紙分級物全体に占める各構成材料の割合）は、塩ビポリマー２４．３重量％、可塑剤１２．２重量％、酸化チタン３．０重量％、炭酸カルシウム１９．０重量％、安定剤１．５重量％、紙等３９．９重量％となる。

吸水処理材１におけるオカラの含有率は５０重量％以上９５重量％以下であることが好ましく、吸水処理材１における塩ビ壁紙分級物の含有率は５重量％以上５０重量％以下であることが好ましい。また、塩ビ壁紙分級物は、０．４ｍｍ以下の目幅を有するスクリーンを通過することにより粉砕された粉砕物であることが好ましい。吸水処理材１の比重は、好ましくは０．４５以下である。

本実施形態において吸水処理材１は、接着性材料を更に含有している。吸水処理材１における接着性材料の含有率は、１０重量％以下である。かかる接着性材料としては、公知の各種の物質を用いることができ、例えば、糊料、フェノール樹脂系接着剤、酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤、吸水性樹脂等が存在する。具体的には、例えば、澱粉、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、アルギン酸ナトリウム、アクリルアミド、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ナトリウム、ビニルエステル、ベントナイト、プルラン、カゼイン、ゼラチン等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種類以上を混合して使用してもよい。特に、澱粉、ＣＭＣ、ＰＶＡ、アルギン酸ナトリウム又は高吸水性ポリマーを用いることが好ましい。澱粉としては、例えば、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、米澱粉若しくはデキストリン、又はこれらをα化したものが挙げられる。

吸水処理材１は、粒状芯部１０、及び被覆層部２０を備えている。粒状芯部１０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。粒状芯部１０の形状としては、例えば、柱状体（細長形）、扁平形等が考えられる。粒状芯部１０は、例えば、オカラ及び塩ビ壁紙分級物により構成される。

被覆層部２０は、粒状芯部１０を覆っている。被覆層部２０は、粒状芯部１０の表面の全体を覆っていてもよいし、粒状芯部１０の表面の一部のみを覆っていてもよい。吸水処理材１における被覆層部２０の占める割合は、１５重量％以下であることが好ましい。被覆層部２０は、例えば、オカラ、有機繊維及び接着性材料により構成される。この被覆層部２０は、塊状化機能を有する。

有機繊維としては、例えば紙粉が挙げられる。紙粉としては、例えば、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、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、衛生材料製造時に発生する紙粉を用いることができる。これらを２種類以上組み合わせて用いてもよい。何れも、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以下の粒度に粉砕されて使用される。

吸水処理材１は、食品添加物である着色料を含有していてもよい。かかる着色料は、粒状芯部１０又は被覆層部２０の何れか一方のみに含有されていてもよいし、双方に含有されていてもよい。着色料による発色は、吸水処理材１の使用前から生じるように構成してもよいし、使用時（尿等の液体を吸収した時）に初めて生じるように構成してもよい。また、相異なる色を有する複数の着色料を含有させることにより、使用前後で吸水処理材１の色が変化するように構成してもよい。

さらに、吸水処理材１は、消臭性材料、殺菌性材料、防黴性材料又は芳香性材料（香料）を含有していてもよい。これらの材料は、粒状芯部１０又は被覆層部２０の何れか一方のみに含有されていてもよいし、双方に含有されていてもよい。
［作用効果］

吸水処理材１は、オカラを主材料としている。オカラは水解性の高い材料であるため、水解性に優れた吸水処理材１が得られる。したがって、吸水処理材１は、水洗トイレに流して処理するのに適している。

また、吸水処理材１は、塩ビ壁紙分級物を副材料としている。塩ビ壁紙分級物は比重の小さい材料であるため、全体として比重の小さい吸水処理材１が得られる。このように吸水処理材１が小さな比重（好ましくは０．４５以下）を有する場合、少ない材料で体積を稼ぐことができるため、吸水処理材１の製造コストの低減を図ることができる。

さらに、塩ビ壁紙分級物は、塩ビ壁紙そのものに比べて、塩ビの含有量が少ない。このため、吸水処理材１の製造時（特に後述する造粒時）に加熱された場合であっても、塩化水素等のガスの発生を抑制することができる。また、吸水処理材１を焼却した場合のダイオキシンの発生を抑制することができる。それゆえ、吸水処理材１は、水洗処理するのに適しているだけでなく、焼却処理するのにも適している。

吸水処理材１におけるオカラの含有率が５０重量％以上９５重量％以下であり、塩ビ壁紙分級物の含有率が５重量％以上５０重量％以下である場合、吸水処理材１の半分以上（５０重量％以上）をオカラが占めるため、特に水解性に優れた吸水処理材１が得られる。

吸水処理材１は、接着性材料を含有しており、その含有率は１０重量％以下である。このため、吸水処理材１の水解性を阻害することなく、塊状化機能を高めることができる。

塩ビ壁紙分級物が０．４ｍｍ以下の目幅を有するスクリーンを通過することにより粉砕された粉砕物である場合、塩ビ壁紙分級物が微細に粉砕されているため、吸水処理材１の水解性が高まる。

吸水処理材１が食品添加物である着色料を含有している場合、所望の色を呈する吸水処理材１を実現することができ、それにより吸水処理材１の美観を向上させることができる。具体的には、上述のとおり、吸水処理材１が使用前から所望の色を呈するようにすること、使用時に初めて所望の色を呈するようにすること、又は使用前後で相異なる色を呈するようにすることができる。また、着色料が食品添加物であることにより、人や動物が誤って吸水処理材１を口にしてしまった場合のリスクを小さくすることができる。

吸水処理材１が消臭性材料、殺菌性材料、防黴性材料又は芳香性材料を含有している場合、消臭、殺菌、防黴、芳香といった様々な機能を有する吸水処理材１が得られる。

吸水処理材１は、粒状芯部１０と、粒状芯部１０を覆う被覆層部２０とを備えている。これにより、例えば、吸水・保水機能は主に粒状芯部１０に担わせ、塊状化機能は主に被覆層部２０に担わせるというように、機能を分担させることができる。そして、粒状芯部１０及び被覆層部２０の材料として、それぞれの機能に適したものを選択することにより、複数の機能を共に高めることができる。

吸水処理材１における被覆層部２０の占める割合が１５重量％以下である場合、被覆層部２０に塊状化機能をもたせることにより、吸水処理材１の水解性を阻害することなく、塊状化機能を高めることができる。

被覆層部２０がオカラ、有機繊維及び接着性材料を含有している場合、被覆層部２０自体が、オカラを含んで構成されているため、水解し易い。それゆえ、水解性及び塊状化機能を両立するのに特に適した構造の吸水処理材１を実現することができる。
［製造方法］

吸水処理材１の製造方法の一例を説明する。この製造方法は、造粒工程、被覆工程、分粒工程、及び乾燥工程を含んでいる。

造粒工程においては、粒状芯部１０を構成する材料（芯部材料）を破砕機で所定の大きさに粉砕し、当該粉砕された芯部材料を所定の割合でミキサーに投入して混ぜ合わせる。そして、加水した後、当該芯部材料を造粒機によって押出造粒する。これにより、粒状芯部１０が得られる。

被覆工程においては、コーティング装置等を用いて、被覆層部２０を構成する材料（被覆材料）を粒状芯部１０の表面に付着させる。被覆材料の付着は、例えば、散布又は噴霧により行うことができる。これにより、被覆層部２０が得られる。

分粒工程においては、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、所定の規格を満たす吸水処理材のみを抽出する。

乾燥工程においては、前工程で抽出された吸水処理材を乾燥機で乾燥させる。粒状芯部１０の含水率を適宜調整することにより、粒状芯部１０の水分が被覆層部２０に遷移して吸水能力が低下してしまうのを防ぐとともに、吸水処理材１の保存時にカビ等が発生するのを防ぐことができる。

なお、乾燥工程の後に、香料添加工程を実行してもよい。この工程においては、吸水処理材１の袋詰めに用いられる包装袋内に、香料が入れられる。香料は、例えば、空気と共に包装袋内に噴射される。かかる空気の噴射は、包装袋を拡開するために行われるものである。この工程は、吸水処理材１を包装袋に詰める工程（袋詰め工程）よりも先に行われることが好ましい。

上記香料は包装袋内で吸水処理材１に付着するため、芳香性を有する吸水処理材１が得られる。このように包装袋内に香料を入れることにより、それよりも前の工程において製造装置に香料が付着するのを防ぐことができる。したがって、製造後の装置の清掃が容易になる。

香料が空気と共に包装袋内に噴射される場合、包装袋内に空気を噴射するための装置と別に、包装袋内に香料を入れるための装置を設ける必要がない。そのため、製造設備の複雑化を回避しつつ、芳香性を有する吸水処理材１を得ることができる。

香料添加工程が袋詰め工程よりも先に行われる場合、包装袋内の全体に香料が行き渡った状態で吸水処理材１を詰めることができる。そのため、包装袋内の複数の吸水処理材１に万遍なく香料を付着させ易くなる。

また、香料を包装袋内に噴射しているため、香料を包装袋の外で噴射する場合（例えば、包装袋に詰められる前の吸水処理材１に噴射する場合）に比べて、無駄になる香料の量を少なくすることができる。
［本発明の他の実施形態］

本発明による吸水処理材は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、粒状芯部１０及び被覆層部２０からなる複層構造の吸水処理材１を示した。しかし、吸水処理材１は、単層構造であってもよい。また、上記実施形態においては、吸水処理材１が接着性材料を含有する例を示した。しかし、吸水処理材１が接着性材料を含有することは、必須ではない。

表１に示すように、オカラと塩ビ壁紙分級物の含有率を変えて、１４種類の吸水処理材（サンプル１〜１４）を製造した。何れも、被覆層部のない単層構造とした。同表のとおり、これらのサンプルの比重は、何れも０．４５以下であった。

表中の「ロス率」とは、使用した材料（オカラ及び塩ビ壁紙分級物）全体に対する残存材料の重量比をいう。残存材料とは、使用した材料のうち、造粒後に剥落・崩落等したことにより、完成後の吸水処理材を構成しない材料をいう。このロス率は、値が小さい方が好ましい。何れのサンプルについても、ロス率の値は、充分に小さかった。中でもサンプル１〜３については、５％以下という特に好ましいロス率の値が得られた。

「固まり性能」は、各サンプル（多数の粒状物からなる集合体）に対して、０．９％生理食塩水を２０ｃｃ滴下した後、塊状化した部分の固まりの強さを調べたものである。何れのサンプルについても、充分な（塊状化した部分をスコップ等で掬い上げるのに充分な）固まり強度（表中に「Ａ」と記した）を有していた。サンプル１〜７は、サンプル８〜１４に比べて、崩れが少なく、優れた固まり強度（表中に「ＡＡ」と記した）を有していた。サンプル１〜７の中でも、サンプル１〜４は、崩れが殆どなく、特に優れた固まり強度（表中に「ＡＡＡ」と記した）を有していた。

「水解性能」は、上述の「固まり性能」を調べた際に塊状化した部分を、水で満たされたビーカー内に入れた後の水解性を調べたものである。何れのサンプルについても、ビーカー内に入れられた直後に水中で分散し、充分な（水洗トイレに流しても詰まりの原因とならない程度の）水解性（表中に「Ａ」と記した）が得られた。

１ 吸水処理材
１０ 粒状芯部
２０ 被覆層部

Claims (11)

1. オカラを主材料とするとともに、塩ビ壁紙分級物を副材料とすることを特徴とする吸水処理材。
2. 請求項１に記載の吸水処理材において、
   当該吸水処理材における前記オカラの含有率は、５０重量％以上９５重量％以下であり、
   当該吸水処理材における前記塩ビ壁紙分級物の含有率は、５重量％以上５０重量％以下である吸水処理材。
3. 請求項１又は２に記載の吸水処理材において、
   接着性材料を含有し、
   当該吸水処理材における前記接着性材料の含有率は、１０重量％以下である吸水処理材。
4. 請求項３に記載の吸水処理材において、
   前記接着性材料は、澱粉、ＣＭＣ、ＰＶＡ、アルギン酸ナトリウム又は高吸水性ポリマーである吸水処理材。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の吸水処理材において、
   前記塩ビ壁紙分級物は、０．４ｍｍ以下の目幅を有するスクリーンを通過することにより粉砕された粉砕物である吸水処理材。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の吸水処理材において、
   比重が０．４５以下である吸水処理材。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載の吸水処理材において、
   食品添加物である着色料を含有する吸水処理材。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載の吸水処理材において、
   消臭性材料、殺菌性材料、防黴性材料又は芳香性材料を含有する吸水処理材。
9. 請求項１乃至８の何れかに記載の吸水処理材において、
   粒状芯部と、前記粒状芯部を覆う被覆層部とを備える吸水処理材。
10. 請求項９に記載の吸水処理材において、
    当該吸水処理材における前記被覆層部の占める割合は、１５重量％以下である吸水処理材。
11. 請求項９又は１０に記載の吸水処理材において、
    前記被覆層部は、オカラ、有機繊維及び接着性材料を含有する吸水処理材。
    
    

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