JP2016214119A - 吸水処理材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸水速度に優れた吸水処理材及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 吸水処理材１は、液体を吸収する粒状体１０からなる。粒状体１０は、芯部１２（造粒物）を備えている。芯部１２は、押出造粒によって形成されたものである。芯部１２の表面には、凹部１２ａが形成されている。粒状体１０の表面には、凹部１２ａに対応する窪み１０ａが存在する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、人や動物の排泄物その他の液体を吸収する吸水処理材、及びその製造方法に関する。

従来の吸水処理材としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。同文献には、吸水処理材の一種である動物用の排泄物処理材が記載されている。この排泄物処理材は、動物の尿を吸収する粒状体からなる。粒状体は、押出造粒によって形成された芯部（造粒物）と、芯部を覆う被覆部とを備えている。

特開２００７−１９００２６号公報

かかる排泄物処理材は、動物用トイレに敷設された状態で使用され、動物が排泄した尿を吸収する。そのため、吸収後の排泄物処理材を廃棄等すれば、尿も一緒に処分することができる。このように、吸水処理材に液体を吸収させることにより、当該液体の処理が容易になる。しかしながら、従来の吸水処理材には、吸水速度の面で向上の余地がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、吸水速度に優れた吸水処理材及びその製造方法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、液体を吸収する粒状体からなる吸水処理材であって、上記粒状体は、押出造粒によって形成された、表面に凹部を有する造粒物を備え、当該粒状体の表面には、上記凹部に対応する窪みが存在することを特徴とする。

この吸水処理材においては、粒状体を構成する造粒物の表面に凹部が設けられている。そして、粒状体の表面には、当該凹部に対応する窪みが存在している。この場合、窪みが存在しない場合に比して、大きな表面積を有する粒状体が得られる。これにより、粒状体の液体に対する接触面積が大きくなるため、吸水速度を向上させることができる。

また、本発明による吸水処理材の製造方法は、液体を吸収する粒状体からなる吸水処理材を製造する方法であって、表面に窪みが生じるように上記粒状体を形成する粒状体形成工程を含み、上記粒状体形成工程は、押出造粒により、上記粒状体を構成する造粒物を形成する造粒工程と、上記造粒物の表面に、上記窪みに対応する凹部を形成する凹部形成工程と、を含むことを特徴とする。

この製造方法においては、粒状体を構成する造粒物の表面に凹部が形成される。そして、表面に窪みが生じるように粒状体が形成される。すなわち、形成される粒状体の表面には、上記凹部に対応する窪みが存在する。この場合、窪みが存在しない場合に比して、大きな表面積を有する粒状体が得られる。これにより、粒状体の液体に対する接触面積が大きくなるため、吸水速度を向上させることができる。

本発明によれば、吸水速度に優れた吸水処理材及びその製造方法が実現される。

本発明による吸水処理材の第１実施形態を示す斜視図である。 図１のII−II線に沿った断面図である。 図２に示す凹部１２ａを形成する方法を説明するための平面図である。 図２に示す凹部１２ａを形成する方法を説明するための端面図である。 図２に示す凹部１２ａを形成する方法を説明するための平面図である。 図２に示す凹部１２ａを形成する方法を説明するための端面図である。 本発明による吸水処理材の第２実施形態を示す斜視図である。 図７のVIII−VIII線に沿った断面図である。 図８に示す凹部１２ｂを形成する方法を説明するための斜視図である。 図８に示す凹部１２ｂを形成する方法を説明するための平面図である。 変形例に係る吸水処理材を示す斜視図である。 図１１のXII−XII線に沿った端面図である。 図１２に示す凹部１２ｃを形成する方法を説明するための端面図である。 図１２に示す凹部１２ｃを形成する方法を説明するための平面図である。 図１２に示す凹部１２ｃを形成する方法を説明するための端面図である。 図１２に示す凹部１２ｃを形成する方法を説明するための平面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１実施形態）

図１は、本発明による吸水処理材の第１実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。吸水処理材１は、液体を吸収する粒状体１０からなる。吸水処理材１は、例えば、猫や犬等の愛玩動物用の排泄物処理材である。

粒状体１０の表面には、窪み１０ａが存在する。本実施形態においては、複数（具体的には２つ）の窪み１０ａが設けられている。粒状体１０は略円柱状をしており、窪み１０ａは、粒状体１０の側面に存在する。すなわち、窪み１０ａは、粒状体１０の表面（側面及び２つの底面からなる。）のうち、側面にのみ存在している。

窪み１０ａは、溝状をしている。窪み１０ａは、粒状体１０の周方向に延在している。特に本実施形態においては、窪み１０ａが粒状体１０の周方向の全体に延在している。これにより、粒状体１０は、くびれた形状を有している。

図２に示すように、粒状体１０は、芯部１２（造粒物）及び被覆部１４を備えている。芯部１２は、粒状に成形されている。芯部１２は、後述するように、押出造粒によって形成される。この芯部１２は、吸水性材料を含んでおり、排泄物等の液体を吸水及び保水する機能を有する。吸水性材料としては、例えば、紙類、茶殻、プラスチック類又はオカラを用いることができる。かかる吸水性材料は、芯部１２の主材料であることが好ましい。ここで、芯部１２の主材料とは、芯部１２を構成する材料のうち、当該芯部１２に占める重量割合が最大のものをいう。

紙類は、パルプを主体とする材料をいう。紙類としては、通常の紙の他にも、例えば、塩ビ壁紙分級物（塩ビ壁紙を分級することにより得られる紙）、フラッフパルプ、製紙スラッジ、パルプスラッジ等が挙げられる。プラスチック類としては、例えば、紙おむつ分級物（紙おむつを分級することにより得られるプラスチック）を用いてもよい。オカラは、乾燥オカラであることが好ましい。

芯部１２の表面には、凹部１２ａが形成されている。本実施形態においては、複数（具体的には２つ）の凹部１２ａが設けられている。芯部１２は略円柱状をしており、凹部１２ａは、芯部１２の側面に存在する。すなわち、凹部１２ａは、芯部１２の表面（側面及び２つの底面からなる。）のうち、側面にのみ存在している。

凹部１２ａは、溝状をしている。凹部１２ａは、芯部１２の周方向に延在している。特に本実施形態においては、凹部１２ａが芯部１２の周方向の全体に延在している。これにより、芯部１２は、くびれた形状を有している。

芯部１２の表面を覆うように、被覆部１４が設けられている。被覆部１４は、芯部１２の表面の全体を覆っている。被覆部１４の表面（粒状体１０の表面）における凹部１２ａ上に位置する部分は、窪んでいる。すなわち、当該部分に上述の窪み１０ａが存在する。このように、粒状体１０の窪み１０ａは、芯部１２の凹部１２ａに対応するものである。

被覆部１４は、接着性材料を含んでおり、使用時に液体を吸収した吸水処理材１どうしを接着させる機能を有する。接着性材料としては、例えば、吸水性ポリマー、澱粉、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）又はデキストリンを用いることができる。被覆部１４は、かかる接着性材料の他に、吸水性材料を含んでいる。

続いて、本発明による吸水処理材の製造方法の第１実施形態として、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、粒状体形成工程を含んでいる。粒状体形成工程は、表面に窪み１０ａが生じるように粒状体１０を形成する工程であり、造粒工程、凹部形成工程及び被覆工程を含んでいる。

造粒工程は、押出造粒により、粒状体１０を構成する芯部１２を形成する工程である。この工程においては、芯部１２を構成する材料（芯部材料）を粉砕機等により細断した後、ミキサーに投入して混ぜ合わせる。そして、必要に応じて加水した後、芯部材料を押出造粒する。本実施形態においては、略円柱状の芯部１２が形成される。

凹部形成工程は、芯部１２の表面に、凹部１２ａを形成する工程である。この工程においては、芯部１２の側面に凹部１２ａを形成する。本実施形態においては、芯部１２の周方向の全体に延在する溝状の凹部１２ａを形成する。かかる凹部１２ａは、例えば、芯部１２の側面の一部を締め付けるようにして押圧することにより、形成することができる。

この押圧には、例えば、図３〜図６に示す装置を用いることができる。図４は、図３のIV−IV線に沿った端面図である。また、図６は、図５のVI−VI線に沿った端面図である。この装置は、４つの押圧部材２０を有している。これらの押圧部材２０は、放射状に配置されている。各押圧部材２０の先端部は、平面視で、円弧状をしている。この円弧は、押圧の対象となる芯部１２よりも小さな径を有する円周の一部に相当し、当該円周の４分の１の長さを有する。各押圧部材２０は、芯部１２の径方向（図中に矢印で示す方向）に沿って往復運動できるように構成されている。

図３及び図４は、押圧部材２０が芯部１２の中心軸から最も遠ざかったときの様子を示している。このとき、押圧部材２０の先端部は、芯部１２の側面から離間している。他方、図５及び図６は、押圧部材２０が芯部１２の中心軸に最も近付いたときの様子を示している。このとき、４つの押圧部材２０の先端部は、芯部１２の側面に食い込んだ状態で、１つの円を構成する。これにより、芯部１２の周方向の全体に延在する溝状の凹部１２ａが形成される。

被覆工程は、芯部１２の表面を覆う被覆部１４を形成する工程である。この工程においては、コーティング装置等を用いて、芯部１２の表面全体に、被覆部１４を構成する材料（被覆材料）を付着させる。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。このとき、被覆部１４の表面における凹部１２ａ上に位置する部分が窪むようにして被覆部１４を形成する。例えば、芯部１２の表面に被覆材料を均一に散布等することにより、凹部１２ａに対応する窪みを有する被覆部１４を形成することができる。

その後、このようにして得られた吸水処理材を篩にかけることにより、所定の規格を満たす吸水処理材のみを抽出する。そして、抽出された吸水処理材を乾燥機で乾燥させる。以上により、吸水処理材１が得られる。

本実施形態の効果を説明する。本実施形態においては、粒状体１０を構成する造粒物１２の表面に凹部１２ａが形成される。そして、表面に窪み１０ａが生じるように粒状体１０が形成される。すなわち、粒状体１０の表面には、凹部１２ａに対応する窪み１０ａが存在する。この場合、窪み１０ａが存在しない場合に比して、大きな表面積を有する粒状体１０が得られる。これにより、粒状体１０の液体に対する接触面積が大きくなるため、吸水速度を向上させることができる。したがって、吸水速度に優れた吸水処理材１及びその製造方法が実現される。

また、かかる構成の吸水処理材１によれば、大量の液体を一度に受けた場合であっても、即時に吸収しきれない液体を窪み１０ａに一時的に保持することができる。窪み１０ａに保持された液体は、徐々に吸水処理材１に吸収されていく。このように吸水処理材１は、即時に吸収しきれない液体も逃がさずに吸収できるため、吸水速度だけでなく吸水量の点でも優れている。

粒状体１０は略円柱状をしており、窪み１０ａは、粒状体１０の側面に存在する。かかる形状の粒状体１０において、液体は、主に側面から吸収されることになる。それゆえ、当該側面に窪み１０ａを設けることは、吸水処理材１の吸水速度を向上させるのに特に効果的である。

造粒工程において略円柱状の芯部１２を形成するとともに、凹部形成工程において芯部１２の側面に凹部１２ａを形成している。これにより、側面に窪み１０ａを有する粒状体１０を容易に得ることができる。

窪み１０ａは、溝状をしている。かかる形状は、粒状体１０の広範囲に窪み１０ａを設けるのに適している。窪み１０ａを広範囲に設けることは、粒状体１０の表面積を大きくし、吸水処理材１の吸水速度の向上を図る点で有利である。

凹部形成工程においては、溝状の凹部１２ａを形成している。これにより、溝状の窪み１０ａを容易に得ることができる。

窪み１０ａは、粒状体１０の周方向に延在している。かかる構成の窪み１０ａは、造粒後に芯部１２の側面の一部を締め付けることにより得ることができる。したがって、造粒工程と凹部形成工程とを互いに独立して実行することができる。このため、特別な装置や方法を用いることなく、造粒工程を実行することができる。

特に本実施形態においては、窪み１０ａが、粒状体１０の周方向の全体に延在している。これにより、粒状体１０の側面のどの方向から液体を受けた場合であっても、窪み１０ａによる吸水速度の向上という効果を充分に享受することができる。

粒状体１０の表面には、複数の窪み１０ａが設けられている。これにより、窪み１０ａが１つだけ設けられている場合に比して、粒状体１０の表面積が大きくなるため、吸水処理材１の吸水速度を一層向上させることができる。

凹部形成工程においては、芯部１２の表面に複数の凹部１２ａを形成している。これにより、複数の窪み１０ａを有する粒状体１０を容易に得ることができる。
（第２実施形態）

図７は、本発明による吸水処理材の第２実施形態を示す斜視図である。また、図８は、図７のVIII−VIII線に沿った断面図である。吸水処理材２は、液体を吸収する粒状体１０からなる。

粒状体１０の表面には、窪み１０ｂが存在する。本実施形態においては、複数（具体的には６つ）の窪み１０ｂが設けられている。粒状体１０は略円柱状をしており、窪み１０ｂは、粒状体１０の側面に存在する。窪み１０ｂは、溝状をしている。窪み１０ｂは、粒状体１０の長さ方向に延在している。特に本実施形態においては、窪み１０ｂが粒状体１０の長さ方向の全体に延在している。

図８に示すように、粒状体１０は、芯部１２及び被覆部１４を備えている。芯部１２の表面には、凹部１２ｂが形成されている。本実施形態においては、複数（具体的には６つ）の凹部１２ｂが設けられている。芯部１２は略円柱状をしており、凹部１２ｂは、芯部１２の側面に存在する。凹部１２ｂは、溝状をしている。凹部１２ｂは、芯部１２の長さ方向に延在している。特に本実施形態においては、凹部１２ｂが芯部１２の長さ方向の全体に延在している。

芯部１２の表面を覆うように、被覆部１４が設けられている。被覆部１４は、芯部１２の表面の全体を覆っている。被覆部１４の表面（粒状体１０の表面）における凹部１２ｂ上に位置する部分は、窪んでいる。すなわち、当該部分に上述の窪み１０ｂが存在する。このように、粒状体１０の窪み１０ｂは、芯部１２の凹部１２ｂに対応するものである。芯部１２及び被覆部１４のその他の構成は、第１実施形態で説明したとおりである。

続いて、本発明による吸水処理材の製造方法の第２実施形態として、吸水処理材２の製造方法の一例を説明する。この製造方法は、粒状体形成工程を含んでいる。粒状体形成工程は、表面に窪み１０ｂが生じるように粒状体１０を形成する工程であり、造粒工程、凹部形成工程及び被覆工程を含んでいる。

本実施形態において造粒工程と凹部形成工程とは、同時に実行される。すなわち、押出造粒時に凹部１２ｂの形成が行われる。

図９及び図１０は、それぞれ、本実施形態において押出造粒に用いられるダイスの一部を示す斜視図及び平面図である。ダイス３０は、貫通孔４０を有する。なお、実際には１つのダイス３０に複数の貫通孔４０が形成されているが、ここでは１つの貫通孔４０のみを示している。貫通孔４０の内面には、凸部４２が設けられている。

凸部４２は、凹部１２ｂを形成するためのものである。それゆえ、凸部４２の形状、大きさ及び位置は、上述の構成を有する凹部１２ｂが形成されるように設定されている。本実施形態において凸部４２は、ダイス３０の厚み方向に延在する突条である。また、複数（具体的には６つ）の凸部４２が設けられている。これらの凸部４２は、貫通孔４０の内面に規則的に配列されている。詳細には、６つの凸部４２が、貫通孔４０の周方向に等間隔で配設されている。

造粒工程においては、かかるダイス３０に芯部材料を押し付ける。これにより、貫通孔４０を通過する際に芯部材料が造粒される。このとき、芯部材料のうち凸部４２に接する部分には、当該凸部４２に対応する溝（凹部１２ｂ）が形成される。貫通孔４０から押し出された造粒物を所定の長さに切断することにより、凹部１２ｂを有する芯部１２が得られる。

被覆工程は、芯部１２の表面を覆う被覆部１４を形成する工程である。この工程においては、コーティング装置等を用いて、芯部１２の表面全体に、被覆材料を付着させる。このとき、被覆部１４の表面における凹部１２ｂ上に位置する部分が窪むようにして被覆部１４を形成する。

その後、このようにして得られた吸水処理材を篩にかけることにより、所定の規格を満たす吸水処理材のみを抽出する。そして、抽出された吸水処理材を乾燥機で乾燥させる。以上により、吸水処理材２が得られる。

本実施形態の効果を説明する。本実施形態においては、粒状体１０を構成する造粒物１２の表面に凹部１２ｂが形成される。そして、表面に窪み１０ｂが生じるように粒状体１０が形成される。すなわち、粒状体１０の表面には、凹部１２ｂに対応する窪み１０ｂが存在する。この場合、窪み１０ｂが存在しない場合に比して、大きな表面積を有する粒状体１０が得られる。これにより、粒状体１０の液体に対する接触面積が大きくなるため、吸水速度を向上させることができる。したがって、吸水速度に優れた吸水処理材２及びその製造方法が実現される。

窪み１０ｂは、粒状体１０の長さ方向に延在している。かかる構成の窪み１０ｂは、造粒時に芯部１２の表面に凹部１２ｂを形成することにより、得ることができる。したがって、造粒工程と同時に凹部形成工程を実行できるため、製造工程数が増えるのを回避しつつ、窪み１０ｂを有する粒状体１０を得ることができる。本実施形態のその他の効果は、第１実施形態で説明したとおりである。

本発明は、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。上記実施形態においては、窪み（窪み１０ａ，１０ｂ）及び凹部（凹部１２ａ，１２ｂ）が溝状をしている場合を例示した。しかし、窪み及び凹部は、図１１及び図１２に示すように、平面視でスポット状をしていてもよい。図１２は、図１１のXII−XII線に沿った端面を示している。これらの図においては、粒状体１０の表面にスポット状の窪み１０ｃが設けられるとともに、芯部１２の表面にスポット状の凹部１２ｃが設けられている。

かかるスポット状の凹部１２ｃは、例えば、次の構成を有するダイス３０を用いて形成することができる。すなわち、図１３〜図１６に示すように、ダイス３０の貫通孔４０には、棒状部材４６が設けられている。棒状部材４６は、貫通孔４０の径方向（図１３及び図１５に矢印で示す方向）に沿って往復運動できるように構成されている。図１３及び図１４は、棒状部材４６が貫通孔４０の中心軸に最も近付いたときの様子を示している。このとき、棒状部材４６の先端は、貫通孔４０の内面と貫通孔４０の中心軸との間に位置する。すなわち、棒状部材４６が貫通孔４０の内面から突出した状態となる。他方、図１５及び図１６は、棒状部材４６が貫通孔４０の中心軸から最も遠ざかったときの様子を示している。このとき、棒状部材４６の先端は、貫通孔４０の内面上に位置する。

押出造粒時に芯部材料が貫通孔４０を通過する際、棒状部材４６を貫通孔４０の内面から断続的に突出させることにより、図１２に示したスポット状の凹部１２ｃを形成することができる。なお、このような往復運動する棒状部材４６は、ダイス３０の内部ではなく、ダイス３０の外部に設けてもよい。

上記実施形態においては、粒状体１０の表面に複数の窪みが設けられた例を示した。しかし、窪みは、１つだけ設けられていてもよい。芯部１２の表面に設けられる凹部についても同様である。

上記実施形態においては、略円柱状の粒状体１０を例示した。しかし、粒状体１０の形状は、粒状であればよく、球や楕円体であってもよい。芯部１２の形状についても同様である。

上記実施形態においては、粒状体１０が芯部１２及び被覆部１４からなる複層構造を有する場合を例示した。しかし、被覆部１４を設けることは必須でない。すなわち、粒状体１０は、芯部１２のみからなる単層構造であってもよい。その場合、芯部１２に設けられた凹部がそのまま粒状体１０の窪みとなるが、かかる窪みも「凹部に対応する窪み」に含まれる。

１ 吸水処理材
２ 吸水処理材
１０ 粒状体
１０ａ 窪み
１０ｂ 窪み
１０ｃ 窪み
１２ 芯部（造粒物）
１２ａ 凹部
１２ｂ 凹部
１２ｃ 凹部
１４ 被覆部
２０ 押圧部材
３０ ダイス
４０ 貫通孔
４２ 凸部
４６ 棒状部材

Claims (18)

1. 液体を吸収する粒状体からなる吸水処理材であって、
   前記粒状体は、押出造粒によって形成された、表面に凹部を有する造粒物を備え、
   当該粒状体の表面には、前記凹部に対応する窪みが存在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、
   前記粒状体は、略円柱状をしている吸水処理材。
3. 請求項２に記載の吸水処理材において、
   前記窪みは、前記粒状体の側面に存在する吸水処理材。
4. 請求項３に記載の吸水処理材において、
   前記窪みは、溝状をしている吸水処理材。
5. 請求項４に記載の吸水処理材において、
   前記窪みは、前記粒状体の周方向に延在している吸水処理材。
6. 請求項５に記載の吸水処理材において、
   前記窪みは、前記粒状体の前記周方向の全体に延在する吸水処理材。
7. 請求項４に記載の吸水処理材において、
   前記窪みは、前記粒状体の長さ方向に延在している吸水処理材。
8. 請求項７に記載の吸水処理材において、
   前記窪みは、前記粒状体の前記長さ方向の全体に延在する吸水処理材。
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、
   前記粒状体の前記表面には、複数の前記窪みが存在する吸水処理材。
10. 液体を吸収する粒状体からなる吸水処理材を製造する方法であって、
    表面に窪みが生じるように前記粒状体を形成する粒状体形成工程を含み、
    前記粒状体形成工程は、
    押出造粒により、前記粒状体を構成する造粒物を形成する造粒工程と、
    前記造粒物の表面に、前記窪みに対応する凹部を形成する凹部形成工程と、
    を含むことを特徴とする吸水処理材の製造方法。
11. 請求項１０に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記造粒工程においては、略円柱状の前記造粒物を形成する吸水処理材の製造方法。
12. 請求項１１に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記凹部形成工程においては、前記造粒物の側面に前記凹部を形成する吸水処理材の製造方法。
13. 請求項１２に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記凹部形成工程においては、溝状の前記凹部を形成する吸水処理材の製造方法。
14. 請求項１３に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記凹部形成工程においては、前記造粒物の周方向に延在するように前記凹部を形成する吸水処理材の製造方法。
15. 請求項１４に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記凹部形成工程においては、前記造粒物の前記周方向の全体に延在するように前記凹部を形成する吸水処理材の製造方法。
16. 請求項１３に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記凹部形成工程においては、前記造粒物の長さ方向に延在するように前記凹部を形成する吸水処理材の製造方法。
17. 請求項１６に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記凹部形成工程においては、前記造粒物の前記長さ方向の全体に延在するように前記凹部を形成する吸水処理材の製造方法。
18. 請求項１０乃至１７の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記凹部形成工程においては、前記造粒物の前記表面に複数の前記凹部を形成する吸水処理材の製造方法。

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