JP2023139339A - 吸水処理材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被覆部の存在による吸水速度の低下を抑制することが可能な吸水処理材、及びその製造方法を提供する。【解決手段】吸水処理材は、吸水性を有する粒状体１０を備えている。粒状体１０は、芯部２０、及び被覆部３０を有している。芯部２０は、略円柱状をしており、側面２２並びに底面２４及び底面２６を有している。被覆部３０は、芯部２０の側面２２並びに底面２４及び底面２６を覆っている。芯部２０における側面２２と底面２４との境界２５の少なくとも一部は、被覆部３０で覆われずに露出している。【選択図】図５

Description

本発明は、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。同文献に記載された吸水処理材は、動物用の排泄物処理材であって、吸水性を有する複数の粒状体からなる。各粒状体は、粒状に成形された芯部と、芯部を覆う被覆部とを有している。被覆部は、接着性材料を含有しており、使用時に液体（排泄物）を吸収した粒状体どうしを接着させる機能を有する。それにより、使用後には、液体を吸収した複数の粒状体からなる固まりが形成される。

特開２００７－１９００２６号公報

このように被覆部は、使用済みの粒状体の固まり形成に寄与する。しかしながら、その反面、被覆部は、芯部を覆うように設けられているため、液体が速やかに芯部に達するのを阻害する。このことは、従来の吸水処理材において吸水速度が低下する要因となっていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被覆部の存在による吸水速度の低下を抑制することが可能な吸水処理材、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、吸水性を有する粒状体を備え、上記粒状体は、側面並びに第１及び第２の底面を有する略円柱状の芯部と、上記芯部の上記側面並びに上記第１及び第２の底面を覆う被覆部と、を有し、上記芯部における上記側面と上記第１の底面との境界である第１の境界の少なくとも一部は、上記被覆部で覆われずに露出していることを特徴とする。

この吸水処理材においては、芯部の側面及び両底面（第１及び第２の底面）が被覆部で覆われた粒状体が設けられている。粒状体において芯部の第１の境界（側面と第１の底面との境界）の少なくとも一部は、被覆部で覆われずに露出している。このため、当該露出部分を通じて、液体が速やかに芯部に達することができる。

また、本発明による吸水処理材の製造方法は、吸水性を有する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、側面並びに第１及び第２の底面を有する略円柱状の芯部を形成する芯部形成工程と、上記芯部の上記側面並びに上記第１及び第２の底面を覆う被覆部を形成する被覆部形成工程と、を含み、上記被覆部形成工程においては、上記芯部における上記側面と上記第１の底面との境界である第１の境界の少なくとも一部が上記被覆部で覆われずに露出するように、当該被覆部を形成することを特徴とする。

この製造方法においては、芯部の側面及び両底面（第１及び第２の底面）が被覆部で覆われた粒状体が形成される。粒状体において芯部の第１の境界（側面と第１の底面との境界）の少なくとも一部は、被覆部で覆われずに露出する。このため、製造後の吸水処理材においては、当該露出部分を通じて、液体が速やかに芯部に達することができる。

本発明によれば、被覆部の存在による吸水速度の低下を抑制することが可能な吸水処理材、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一実施形態を示す模式図である。 粒状体１０を示す側面図である。 粒状体１０を示す正面図である。 粒状体１０を示す背面図である。 図２のV－V線に沿った断面図である。 図２のVI－VI線に沿った断面図である。 芯部２０を示す斜視図である。 被覆部３０を形成する方法の一例を説明するための斜視図である。

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。

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、処理対象となる液体を吸収する吸水処理材である。吸水処理材１は、排泄物（主に尿）を吸収する排泄物処理材である。排泄物処理材は、猫や犬等の動物の排泄物の処理に用いられる動物用の排泄物処理材であってもよいし、人の排泄物の処理に用いられる人用の排泄物処理材であってもよい。吸水処理材１は、複数の粒状体１０を備えている。吸水処理材１は、例えば、複数の粒状体１０が箱型のトイレに敷設された状態で使用される。

各粒状体１０は、吸水性を有している。すなわち、各粒状体１０は、その内部に液体を取り込んで保持する。粒状体１０が吸水性を有するというには、次の試験により測定される吸水率が４０％以上であることが必要である。まず、内径１０ｃｍ、目開き１ｍｍの篩に５０ｇ相当の粒状体１０（サンプル）を入れる。篩の下には、空のビーカーを設置する。そして、サンプルに対し、外筒の内径３ｃｍ、筒先の内径４ｍｍのシリンジ（テルモ社製６０ｍｌシリンジ）を用いて、３０ｍｌの水を１０秒かけて滴下する。１分間放置した後、ビーカー内の水量を計測する。滴下した水量（３０ｍｌ）から計測された水量を引いた値の、滴下した水量に対する割合をもって吸水率とする。すなわち、ビーカー内の水量が１８ｍｌ以下であれば、吸水率が４０％以上となるため、粒状体１０が吸水性を有するといえる。

各粒状体１０の粒径は、例えば、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。ここで、粒状体１０の粒径は、当該粒状体１０を内包し得る最小の球の直径として定義される。各粒状体１０は、有機物を主材料とすることが好ましい。ここで、粒状体１０の主材料とは、粒状体１０を構成する１又は２以上の材料のうち、当該粒状体１０に占める重量割合が最大のものをいう。各粒状体１０は、有機物のみからなっていてもよいし、有機物及び無機物からなっていてもよい。

図２、図３及び図４は、それぞれ、粒状体１０を示す側面図、正面図及び背面図である。また、図５及び図６は、それぞれ、図２のV－V線及びVI－VI線に沿った断面図である。各粒状体１０は、芯部２０、及び被覆部３０を有している。芯部２０は、図７に示すように、略円柱状をしており、側面２２、並びに底面２４（第１の底面）及び底面２６（第２の底面）を有している。図５は、芯部２０の中心軸を含む断面を示している。また、図６は、芯部２０の中心軸に垂直な断面を示している。

芯部２０は、液体を吸水及び保水する機能を有する。芯部２０は、吸水性材料を含有している。芯部２０は、吸水性材料を主材料としている。ここで、芯部２０の主材料とは、芯部２０を構成する１又は２以上の材料（芯部材料）のうち、当該芯部２０に占める重量割合が最大のものをいう。芯部２０は、吸水性材料のみからなってもよいし、吸水性材料と他の材料とからなってもよい。吸水性材料は、有機物であることが好ましい。有機物である吸水性材料としては、例えば、紙類、茶殻、プラスチック類、又はオカラが挙げられる。

紙類は、パルプを主体とする材料をいう。紙類としては、例えば、通常の紙（紙粉）の他にも、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、又はパルプスラッジが挙げられる。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２０は、接着性材料を含有していてもよいし、含有していなくてもよい。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）、又はデキストリンが挙げられる。吸水性ポリマーとしては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム等のアクリル系吸水性ポリマーを用いることができる。

被覆部３０は、芯部２０の側面２２並びに底面２４及び底面２６を覆っている。ただし、芯部２０の境界２５（第１の境界）の少なくとも一部は、被覆部３０で覆われずに露出している。境界２５は、側面２２と底面２４との境界である。本実施形態においては、境界２５の全体が、被覆部３０で覆われずに露出している。同様に、芯部２０の境界２７（第２の境界）の少なくとも一部は、被覆部３０で覆われずに露出している。境界２７は、側面２２と底面２６との境界である。本実施形態においては、境界２７の全体が、被覆部３０で覆われずに露出している。

芯部２０の側面２２は、境界２５の近傍領域及び境界２７の近傍領域を残して、被覆部３２（側面被覆部）で覆われている。被覆部３２は、被覆部３０のうち側面２２を覆う部分である。被覆部３２の全体が、境界２５及び境界２７の双方から離間している。側面２２の５０％以上の領域が被覆部３２で覆われていることが好ましく、８０％以上の領域が被覆部３２で覆われていることがより好ましい。被覆部３２は、連続的に設けられていることが好ましい。つまり、被覆部３２は、側面２２上において複数箇所に分かれることなく、一続きであることが好ましい。

芯部２０の底面２４は、境界２５の近傍領域を残して、被覆部３４（第１の底面被覆部）で覆われている。被覆部３４は、被覆部３０のうち底面２４を覆う部分である。被覆部３４の全体が、境界２５から離間している。底面２４の５０％以上の領域が被覆部３４で覆われていることが好ましく、８０％以上の領域が被覆部３４で覆われていることがより好ましい。被覆部３４は、連続的に設けられていることが好ましい。つまり、被覆部３４は、底面２４上において複数箇所に分かれることなく、一続きであることが好ましい。

同様に、芯部２０の底面２６は、境界２７の近傍領域を残して、被覆部３６（第２の底面被覆部）で覆われている。被覆部３６は、被覆部３０のうち底面２６を覆う部分である。被覆部３６の全体が、境界２７から離間している。底面２６の５０％以上の領域が被覆部３６で覆われていることが好ましく、８０％以上の領域が被覆部３６で覆われていることがより好ましい。被覆部３６は、連続的に設けられていることが好ましい。つまり、被覆部３６は、底面２６上において複数箇所に分かれることなく、一続きであることが好ましい。

なお、側面２２には凹凸や亀裂が存在することがあるが、被覆部３０によって覆われた部分の面積割合を考えるときは、そのような凹凸等を無視するものとする。具体的には、芯部２０と同一の中心軸を有する円筒面に側面２２を射影したときの当該円筒面上における面積割合を考えればよい。各底面２４，２６についても同様である。すなわち、上記中心軸に垂直な平面に各底面２４，２６を射影したときの当該平面上における面積割合を考えればよい。

被覆部３０（各被覆部３２，３４，３６）は、使用時に液体を吸収した粒状体１０どうしを接着させて固まりにする機能（固まり形成機能）を有する。被覆部３０も、吸水性材料を主材料としている。ここで、被覆部３０の主材料とは、被覆部３０を構成する１又は２以上の材料（被覆材料）のうち、当該被覆部３０に占める重量割合が最大のものをいう。被覆部３０に含有される吸水性材料も、有機物であることが好ましい。被覆部３０は、接着性材料を含有している。

続いて、本発明による吸水処理材の製造方法の一実施形態として、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、粒状体１０を形成する工程である。粒状体形成工程は、芯部形成工程、及び被覆部形成工程を含んでいる。芯部形成工程は、芯部２０を形成する工程である。芯部形成工程においては、造粒装置を用いて芯部材料を造粒することにより、芯部２０となる複数の造粒物を形成する。造粒装置としては、例えば押出造粒機を用いることができる。造粒に先立って、芯部材料には、粉砕、混錬、加水等の前処理が必要に応じて行われる。

被覆部形成工程は、被覆部３０を形成する工程である。被覆部形成工程においては、各芯部２０の側面２２並びに底面２４及び底面２６に粉体状の被覆材料を付着させることにより、被覆部３０を形成する。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、芯部２０の境界２５及び境界２７が被覆部３０で覆われずに露出するように、被覆部３０を形成する。かかる被覆部３０は、例えば図８に示すように、境界２５の近傍領域及び境界２７の近傍領域のみを覆う一対のマスキング部材４０を用いることにより実現することができる。すなわち、芯部２０にマスキング部材４０を被せた状態で被覆材料を付着させた後、芯部２０からマスキング部材４０を外すことにより、被覆部３０を形成することができる。あるいは、芯部２０の表面（側面２２並びに底面２４及び底面２６）の全体に被覆材料を付着させた後、境界２５の近傍領域及び境界２７の近傍領域に付着した被覆材料のみを除去することによっても、被覆部３０を形成することができる。その後、篩分け（分粒）、乾燥等の後処理が必要に応じて行われる。以上により、複数の粒状体１０からなる吸水処理材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、芯部２０の側面２２及び両底面（底面２４及び底面２６）が被覆部３０で覆われた粒状体１０が形成される。粒状体１０において芯部２０の境界２５（側面２２と底面２４との境界）の少なくとも一部は、被覆部３０で覆われずに露出している。このため、吸水処理材１においては、当該露出部分を通じて、液体が速やかに芯部２０に達することができる。したがって、被覆部３０の存在による吸水速度の低下を抑制することが可能な吸水処理材１、及びその製造方法が実現されている。

また、芯部２０の側面２２、底面２４及び底面２６は、何れも被覆部３０で覆われている。このため、粒状体１０は、側面２２、底面２４及び底面２６の何れの面においても、それぞれ被覆部３２、被覆部３４及び被覆部３６を介して、隣接する粒状体１０との間で固まりを形成することができる。これにより、使用済みの複数の粒状体１０からなる強固な固まりを得やすくなる。

境界２５の全体が、被覆部３０で覆われることなく露出している。この場合、境界２５の一部分しか露出していない場合に比して、液体が速やかに芯部２０に達するのに有利である。

芯部２０の境界２７（側面２２と底面２６との境界）の少なくとも一部も、被覆部３０で覆われずに露出している。このため、吸水処理材１においては、境界２５の露出部分だけでなく境界２７の露出部分を通じても、液体が速やかに芯部２０に達することができる。

境界２７の全体が、被覆部３０で覆われることなく露出している。この場合、境界２７の一部分しか露出していない場合に比して、液体が速やかに芯部２０に達するのに有利である。

境界２５の近傍領域及び境界２７の近傍領域を残しつつ、側面２２の広範囲が被覆部３０（被覆部３２）で覆われていた方が、使用済みの複数の粒状体１０からなる強固な固まりを得るのに有利である。かかる観点から、側面２２における被覆部３０で覆われた領域の面積割合は、５０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。ただし、当該面積割合が大きすぎると、境界２５，２７を露出させにくくなってしまう。かかる観点から、上記面積割合は、９０％以下であることが好ましい。

境界２５の近傍領域を残しつつ、底面２４の広範囲が被覆部３０（被覆部３４）で覆われていた方が、使用済みの複数の粒状体１０からなる強固な固まりを得るのに有利である。かかる観点から、底面２４における被覆部３０で覆われた領域の面積割合は、５０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。ただし、当該面積割合が大きすぎると、境界２５を露出させにくくなってしまう。かかる観点から、上記面積割合は、９０％以下であることが好ましい。

境界２７の近傍領域を残しつつ、底面２６の広範囲が被覆部３０（被覆部３６）で覆われていた方が、使用済みの複数の粒状体１０からなる強固な固まりを得るのに有利である。かかる観点から、底面２６における被覆部３０で覆われた領域の面積割合は、５０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。ただし、当該面積割合が大きすぎると、境界２７を露出させにくくなってしまう。かかる観点から、上記面積割合は、９０％以下であることが好ましい。

各粒状体１０が有機物を主材料とする場合、焼却処分に適した粒状体１０を得ることができる。この場合、使用済みの吸水処理材１を可燃ゴミとして捨てやすくなるため、ユーザにとっての利便性が向上する。特に各粒状体１０が有機物のみからなる場合、焼却処分に一層適した粒状体１０を得ることができる。

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、芯部２０の境界２５の全体が被覆部３０で覆われずに露出する場合を例示した。しかし、境界２５の一部のみが、被覆部３０で覆われずに露出していてもよい。その場合、境界２５の残部は、被覆部３０で覆われた状態となる。

上記実施形態においては、芯部２０の境界２７の全体が被覆部３０で覆われずに露出する場合を例示した。しかし、境界２７の一部のみが、被覆部３０で覆われずに露出していてもよい。その場合、境界２７の残部は、被覆部３０で覆われた状態となる。

上記実施形態においては、境界２７の少なくとも一部が被覆部３０で覆われずに露出する場合を例示した。しかし、境界２７は、全く露出していなくてもよい。その場合、境界２７の全体が被覆部３０で覆われた状態となる。

上記実施形態においては、吸水処理材１が排泄物処理材である場合を例示した。しかし、吸水処理材１は、嘔吐物を吸収する嘔吐物処理材、又は生ゴミ（生ゴミに含まれる水分）を吸収する生ゴミ処理材であってもよい。

１ 吸水処理材
１０ 粒状体
２０ 芯部
２２ 側面
２４ 底面（第１の底面）
２５ 境界（第１の境界）
２６ 底面（第２の底面）
２７ 境界（第２の境界）
３０ 被覆部
３２ 被覆部（側面被覆部）
３４ 被覆部（第１の底面被覆部）
３６ 被覆部（第２の底面被覆部）
４０ マスキング部材

Claims (24)

1. 吸水性を有する粒状体を備え、
   前記粒状体は、側面並びに第１及び第２の底面を有する略円柱状の芯部と、前記芯部の前記側面並びに前記第１及び第２の底面を覆う被覆部と、を有し、
   前記芯部における前記側面と前記第１の底面との境界である第１の境界の少なくとも一部は、前記被覆部で覆われずに露出してい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、
   前記第１の境界の全体が、前記被覆部で覆われずに露出している吸水処理材。
3. 請求項１又は２に記載の吸水処理材において、
   前記芯部の前記側面の５０％以上の領域が前記被覆部で覆われている吸水処理材。
4. 請求項３に記載の吸水処理材において、
   前記芯部の前記側面の８０％以上の領域が前記被覆部で覆われている吸水処理材。
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、
   前記芯部の前記第１の底面の５０％以上の領域が前記被覆部で覆われている吸水処理材。
6. 請求項５に記載の吸水処理材において、
   前記芯部の前記第１の底面の８０％以上の領域が前記被覆部で覆われている吸水処理材。
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、
   前記芯部における前記側面と前記第２の底面との境界である第２の境界の少なくとも一部は、前記被覆部で覆われずに露出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、
   前記第２の境界の全体が、前記被覆部で覆われずに露出している吸水処理材。
9. 請求項７又は８に記載の吸水処理材において、
   前記芯部の前記第２の底面の５０％以上の領域が前記被覆部で覆われている吸水処理材。
10. 請求項９に記載の吸水処理材において、
    前記芯部の前記第２の底面の８０％以上の領域が前記被覆部で覆われている吸水処理材。
11. 請求項１乃至１０の何れかに記載の吸水処理材において、
    前記粒状体は、有機物を主材料とする吸水処理材。
12. 請求項１１に記載の吸水処理材において、
    前記粒状体は、有機物のみからなる吸水処理材。
13. 吸水性を有する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、側面並びに第１及び第２の底面を有する略円柱状の芯部を形成する芯部形成工程と、前記芯部の前記側面並びに前記第１及び第２の底面を覆う被覆部を形成する被覆部形成工程と、を含み、
    前記被覆部形成工程においては、前記芯部における前記側面と前記第１の底面との境界である第１の境界の少なくとも一部が前記被覆部で覆われずに露出するように、当該被覆部を形成することを特徴と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、
    前記被覆部形成工程においては、前記第１の境界の全体が前記被覆部で覆われずに露出するように、当該被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。
15. 請求項１３又は１４に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記被覆部形成工程においては、前記芯部の前記側面の５０％以上の領域が前記被覆部で覆われるように、当該被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。
16. 請求項１５に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記被覆部形成工程においては、前記芯部の前記側面の８０％以上の領域が前記被覆部で覆われるように、当該被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。
17. 請求項１３乃至１６の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記被覆部形成工程においては、前記芯部の前記第１の底面の５０％以上の領域が前記被覆部で覆われるように、当該被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。
18. 請求項１７に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記被覆部形成工程においては、前記芯部の前記第１の底面の８０％以上の領域が前記被覆部で覆われるように、当該被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。
19. 請求項１３乃至１８の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記被覆部形成工程においては、前記芯部における前記側面と前記第２の底面との境界である第２の境界の少なくとも一部が前記被覆部で覆われずに露出するように、当該被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。
20. 請求項１９に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記被覆部形成工程においては、前記第２の境界の全体が前記被覆部で覆われずに露出するように、当該被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。
21. 請求項１９又は２０に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記被覆部形成工程においては、前記芯部の前記第２の底面の５０％以上の領域が前記被覆部で覆われるように、当該被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。
22. 請求項２１に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記被覆部形成工程においては、前記芯部の前記第２の底面の８０％以上の領域が前記被覆部で覆われるように、当該被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。
23. 請求項１３乃至２２の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記粒状体形成工程においては、有機物を主材料とする前記粒状体を形成する吸水処理材の製造方法。
24. 請求項２３に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記粒状体形成工程においては、有機物のみからなる前記粒状体を形成する吸水処理材の製造方法。

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