JP4721125B1 - 吸水処理材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被覆層部は、90重量%乃至96重量%である基材と、10重量%乃至4重量%の排泄物検査用材料とから構成されており、前記排泄物検査用材料は、吸着率25重量%以上であり、微細孔を有する多孔質吸着剤と、前記多孔質吸着剤の前記微細孔に吸着されている排泄物検査用指示薬を含み、前記排泄物検査用指示薬の添加量は、被覆層部の全体量に対して、0.015重量%乃至0.10重量%の範囲内であることを特徴とする吸水処理材とした。
【選択図】図1
Description
また、検査用指示薬は、尿等の排泄物と反応して変色することで、健康状態等の変化を認識できる各種の試薬であり、尿のpH値を検出する尿pH値の検出用指示薬(以下「尿pH値検査用指示薬」という。)尿ブドウ糖検出用指示薬、尿蛋白検出用指示薬、尿潜血検出用指示薬又は尿ウロビリノーゲン検出用指示薬等の公知の指示薬を使用することができる。
また、被覆層部に検査用指示薬を混入しているため、当該検査用指示薬と接触することにより速やかに被覆層部は変色することから、短時間で容易に、検査結果を判別することができる。
また、検査用指示薬は、尿pH値検査用指示薬を例として説明する。
本発明の吸水処理材(以下、「本吸水処理材」という。)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おり、排泄物の検査にあたり、その検査を阻害する物質(例えば、排泄物のpH値の変動を観察する場合には、その変動を与えない)を含まなければ、その材質等に制限はない。
例えば、pH値の検査を阻害しない有機物廃材であるバージンパルプ、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、不織布廃材等)を用いることができる。
なお、脱臭材料、消臭材料、殺菌作用を有する物質、着色物質、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の目的として設けられている。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、その周囲を覆うことによって、使用前に粒状芯部の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。
上記被覆層部は、基材と排泄物検査用材料とから構成されている。
上記被覆層部の目的を果たす役割は基材が担っているが、その材料の例としては、吸水性材料、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。
これらの物質としては、排泄物の検査にあたり、その検査を阻害しない公知の物質を用いることができる。例えば、上記吸水性樹脂としては、CMC(カルボキシメチルセルロース)、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材料を使用することができる。
排泄物検査用材料は、検査用指示薬を含有したインク組成物(以下、「検査用指示薬含有インク組成物」という)を多孔質吸着剤に吸着させたものである。
検査用指示薬含有インク組成物は、検査用指示薬をインク組成物に定着させたものである。
排泄物のpH値の測定は、当該尿のpH値を検出して、例えば持続性の酸性尿又はアルカリ性尿の検出を行い、結石症やその他疾病の必要性を判断することを目的としている。犬や猫などの肉食動物の尿のpH値は、健康時で、4.3乃至7.0であるところから、通常時(健康時)のpH値4.3乃至7.0と、疾病時のpH値4.3未満又は疾病時のpH値7.0を超えたpH値を変色により判別することが可能となる、すなわち、pH値4.3又は7.0を閾値として変色する尿pH値検査用指示薬を使用することにより、その判別を行うことができる。
特に、変色時のpH値の閾値が4.3である場合には、ブロムフェノールブルー又はメチルオレンジとブロモクレゾールグリーンをエタノールに溶解させたものを使用すること、変色時のpH値の閾値が7.0である場合には、ブロムチモールブルーを使用することが好適である。
上記検査用指示薬含有インク組成物は、検査用指示薬及び結合剤を公知のインク組成物に定着させたものであり、本実施形態では、上記尿pH値検査用指示薬を、例えば、セルロース及び該セルロースの誘導体の少なくとも一種類(以下、「セルロース等」という。)を有機溶媒中で分散、または、溶解させることにより作成することができる。具体的には、セルロース等の一種であるワニス、ヒドロキシプロピルセルロース等を加え、メタノール、エタノール等のアルコール類、トルエン等の芳香族炭化水素類、酢酸プロピル等のエステルなどの有機溶媒中で分散、又は、溶解して検査用指示薬含有インク組成物を形成するものである。
セルロース等については、セロール、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が、濡れ性及び目視による判定がし易いなどの点から好ましい。またこの場合、溶剤としては、上記検査用指示薬及び結合剤としての樹脂を安定して溶解できる、又は分散できる溶剤を選ぶことが好ましい。
上記半合成親水性高分子化合物としては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース及びカルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、並びにジアルデヒド澱粉誘導体等を使用することができる。
多孔質吸着剤は、微細孔(微細空隙)を多く含み、表面積が大きく、吸着率が25重量%以上である吸着剤を用いることが必要であり、シリカゲル(いわゆる、A型シリカゲル及びB型シリカゲル)(二酸化珪素)、ゼオライト(アルミノ珪酸塩)等の公知の物質を用いることができる。特に、B型シリカゲルは、平均吸着表面積約450(m2/g)、平均微細孔径約60Å、微細孔容積約0.75(ml/g))と、A型シリカゲル(A型シリカゲルは平均吸着表面積約700(m2/g)、平均微細孔径約24Å、微細孔容積約0.46(ml/g))と比較して、微細孔径及び微細孔容積が大きいため、検査用指示薬含有インク組成物を吸着させる場合には高い吸着性能を発揮することになり、非常に好適である。
本発明の吸水処理材において、不織布の粉砕物粒子を用いた場合には、排泄物が排泄された場合において、当該粉砕物粒子を相互に接着させ、塊状とさせることにより、排泄後の排泄物処理材の取り扱いを容易とさせるために、尿の検査に影響を与えない糊料である接着性を有する糊剤が添加される。このような糊剤としては、上記検査用指示薬含有のインク組成物において結合剤として使用される天然親水性高分子化合物、半合成親水性高分子化合物等の水溶性高分子化合物を使用することができる。
本吸水処理材は、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%の構成比率であることが、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。
そして、上記排泄物検査用材料における検査用指示薬の添加量は、被覆層部の全体量に対して、0.015重量%乃至0.10重量%の範囲内となることが必要となる。そのため、検査用指示薬をインク組成物に定着させる場合には、検査用指示薬量が上記範囲内となるように溶媒等の量を調節するとともに、多孔質吸着剤の種類に応じてその量を定める必要がある。
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、排泄物検査用指示薬吸着工程(S2)と、被覆材料製造工程(S3)と、被覆工程(S4)と、分粒工程(S5)と、乾燥工程(S6)とから構成されている。
本工程は、粒状芯部を形成する工程である。
本工程では、パルプ廃材等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に、混合された構成材料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。
一方、粒状芯部の含水率が41重量%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、検査用指示薬と接触し、発色してしまうことになるため好ましくない。
このような事情を考慮して、上記の押出造粒する場合には、20重量%乃至41重量%(より好ましくは、20重量%乃至25重量%)となるように粒状芯部の含水率を調整することが好ましい。
本工程は、排泄物検査用材料を調合する工程である。
本工程では、上記検査用指示薬を溶媒に溶解させて作成した検査用指示薬含有インク組成物を多孔質吸着剤に吸着させる工程である。
検査用指示薬と多孔質吸着剤の構成割合は、多孔質吸着剤の吸着率に依存して定められることになる。しかし、多孔質吸着剤の添加量を所定量より多くすると、多孔質吸着剤の粒子が被覆層部の表層から顕出してしまい、当該顕出した部分が表層から突起状に突出することになる。そして、袋詰時や運搬時において、吸水処理材同士が接触することにより、当該突出部が基端部から分離し、表層部が破損するなどの状態が生じるため好ましくない。
ところで、多孔質吸着剤の最大吸着率はその物質により決まっているため、必要となる検査用指示薬を吸着させるための多孔質吸着剤に関する最低必要量が決定されることになり、それにより定められた量の多孔質吸着剤に検査用指示薬含有インク組成物を吸着させることになる。
本工程は、被覆部を構成する被覆材料を製造する工程である。
本工程は、所定の材料から構成される基材に、排泄物検査用指示薬吸着工程で調合された排泄物検査用材料を添加し、所望の検査用指示薬の量となるように所定の割合で混合することにより被覆材料を製造する工程である。
なお、被覆層部に、浸透剤や膨潤剤などの被覆材料と排泄物検査用材料以外の所望の材料を添加するときは、本工程で行うことになる。
本工程は、粒状芯部の周囲を上記被覆材料で被覆することにより、被覆層部を形成する工程である。本工程では、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。
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。
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。
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る。
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は、長期的に粒状芯部の水分が滲出して、検査用指示薬と反応して発色してしまうことになる。そこで、本吸水性処理材は、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を3%以上10%以下の範囲内となるように乾燥させることになる。
本発明の吸水処理材によれば、検査用指示薬を被覆層部の構成材料に直接に添加するのではなく、当該検査用指示薬を一旦溶媒に溶解させ検査用指示薬含有インク組成物とし、その後、多孔質吸着剤に吸着させている。多孔質吸着剤は間隙部に検査用指示薬含有インク組成物を吸着させているため、粒状芯部等から滲出する水分をある程度遮断することができるとともに、間隙部に空隙が存在する場合には、当該間隙部に水分を保持することができるため、使用前において反応性が高い検査用指示薬が反応して発色することを防止することができる。
また、被覆層部に検査用指示薬を混入しているため、当該検査用指示薬と接触することにより速やかに被覆層部は変色することから、短時間で容易に、検査結果を判別することができる。
また、検査用指示薬として、尿pH値検出用指示薬を例として説明したが、検査用指示薬はそれに限定されるものではなく、尿ブドウ糖検出用指示薬、尿蛋白検出用指示薬、尿潜血検出用指示薬又は尿ウロビリノーゲン検出用指示薬等、各種の指示薬を使用することができる。
また、種類の異なる複数の検査用指示薬を溶媒に溶解させて、多孔質吸着剤に吸着させ、それを被覆層部に添加することとすれば、一度に複数の検査結果の判別を行うことができる。
以下の試験で使用した各サンプルは、本発明の製造方法により製造されたものであり、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る。当該粒状芯部と被覆層部を構成する材料の重量比は83重量%対17重量%であり、1000gのサンプルを製造した。
バージンパルプ(50重量%、含水率8.0%)、パルプスラッジ(49重量%、含水率57.0%)、コーンスターチ(1重量%、含水率9.0%)を原材料とした。
被覆層部は、基材(バージンパルプとカルボキシメチルセルロースの混合物)(但し、配合比率は同重量%)と排泄物検査用材料を混合して生成した。
検査用指示薬含有インク組成物は、ブロモチモールブルー(検査用指示薬)(アドバンテック東洋株式会社製)とセルロース系樹脂を有機溶媒(工業用エチルアルコール及びメチルアルコール)に溶解させたものを使用し(いずれも、東洋インキ製造株式会社製)、検査用指示薬の添加量を変化させてサンプルを製造した。
また、多孔質吸着剤として、シリカゲル(B型)の微粉末(ハイモ株式会社製)を使用した。
被覆層部は、全重量に対して、基材を96重量%乃90重量%、排泄物検査用材料を4重量%乃至10重量%としている。
そして、上記排泄物検査用材料の配合割合の範囲内で、検査用指示薬を、被覆層部の全体量に対して、0.005重量%乃至0.11重量%の範囲内で、0.005重量%ずつ変化させ、インク組成物の配合量を調節して、配合比率の異なる合計22のサンプルを作成した。
上記の各サンプルに関し、それぞれ使用前後で被覆層部の発色の程度を目視により観察した。その結果、被覆層部の全重量に対する検査用指示薬の添加量を0.015重量%乃至0.10重量%とした各サンプルに関しては、使用前において被覆層部の発色が視認されなかった。そして、pHが6,8である適量の疑似尿を滴下したところ(使用後に相当)、薄緑色を呈するとともに、pHが8.0である適量の疑似尿を滴下したところ青色を呈するという良好な結果となった。
一方、被覆層部の全重量に対する検査用指示薬の添加量を0.005重量及び0.010重量%とした各サンプルに関しては、使用前及び上記と同様な疑似尿を滴下した場合(使用後に相当)ともに、明確な変色が確認されず、良好な結果が得られなかった。
また、被覆層部の全重量に対する検査用指示薬の添加量を0.105重量及び0.11重量%とした各サンプルに関しては、使用前において被覆層部に緑色の発色が生じてしまい、良好な結果が得られなかった。
S2 排泄物検査用指示薬吸着工程
S3 被覆材料製造工程
S4 被覆工程
S5 分粒工程
S6 乾燥工程
Claims (3)
- 粒状芯部と前記粒状芯部を被覆する被覆層部とを有する吸水処理材において、
前記被覆層部は、90重量%乃至96重量%である基材と、10重量%乃至4重量%の排泄物検査用材料とから構成されており、
前記排泄物検査用材料は、吸着率25重量%以上であり、微細孔を有する多孔質吸着剤と、前記多孔質吸着剤の前記微細孔に吸着されている排泄物検査用指示薬を含み、
前記排泄物検査用指示薬の添加量は、被覆層部の全体量に対して、0.015重量%乃至0.10重量%の範囲内であることを特徴とする吸水処理材。 - 前記排泄物検査用指示薬は、インク組成物に定着させられていることを特徴とする請求項1に記載の吸水処理材。
- 粒状芯部と、前記粒状芯部を被覆する被覆層部とを有し、
前記被覆層部は排泄物検査用指示薬を含んでいる複層構造である吸水処理材の製造方法において、
前記粒状芯部を製造する造粒工程と、
前記排泄物検査用指示薬を溶媒に溶解させ、当該溶解した排泄物検査用指示薬を多孔質吸着剤に吸着させる排泄物検査用指示薬吸着工程と、
前記多孔質吸着剤に吸着させられた前記排泄物検査用指示薬を基材に添加することにより、前記被覆層部を構成する被覆材料を製造する被覆材料製造工程と、
前記粒状芯部の周囲を前記被覆材料で被覆する被覆工程とを含むことを特徴とする吸水処理材の製造方法。
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