JP4908545B2 - 吸水処理材及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、人又は動物（より好ましくは動物）の排泄物などの液体を吸収するための粒状の吸水処理材（以下単に「吸水処理材」という）及びその製造方法に関する。

これまで、出願人は、人用又は家畜及び愛玩動物等の動物用の粒状排泄物処理材（以下「排泄物処理材」という。）を数多く出願している（例えば、特許文献１）。このような排泄物処理材は、吸水性能及び美観等を総合的に考慮して、直径４ｍｍ程度、長さ１０ｍｍ乃至１３ｍｍ程度の細長状（略円柱状）に成型された粒状の吸水体（以下、この程度の大きさから著しく逸脱せず、商品として適合するとされていた粒状の吸水体を「適合品」という。）が多数集合して構成されている。

ところで、排泄物処理材の製造過程においては、小粒径の排泄物処理材や、大粒径の排泄物処理材など適合品と認められない（以下「規格外品」という。）各種の粒径の排泄物処理材が一定程度発生してしまっていた。

このような規格外品のうち小粒径の排泄物処理材を使用すると、排泄物処理材が飛び散ったり、ペットの足（特に肉球など）や毛に付着してしまい、容器の外部にまき散らされ、その周囲を汚す等の問題点が生じていた。

この点に関連して、排泄物処理材に炭酸カルシウム等の無機充填剤を加えて、その質量を重くする方法が開示されている（特許文献２）。

また、大粒径の排泄物処理材に関しては、見栄えが悪い等の理由により規格外品とせざるをえないため、再度、排泄物処理材の原料とするなどの対応がなされていた。

再表９７／０２７７３９号公報 特公平３−８７３８号公報

しかし、排泄物処理材に炭酸カルシウム等の無機充填剤を加える方法で質量を重くする方法では、小粒径の排泄物処理材には効果が乏しかった。また、ある程度重量を重くした場合であっても、ペットの足や毛に付着することを防止することは難しかった。

また、これまでの排泄物処理材に排尿した場合、粒径の寸法によっては排泄物が深さ方向に吸収されにくいため幅方向に広がり、遊離水が生じてしまう場合があり、このようなタイプの排泄物処理材は、強い汚臭が発生してしまうという問題点を有していた。

これに加えて、愛玩動物は、一度排尿した排泄物処理材の部分を避けて排泄する習性があるため、このようなタイプの排泄物処理材を用いる場合には、頻繁に排泄物処理材を取り換える必要があることから、何らかの改善が望まれていた。

さらに、排泄物処理材は粉砕された原材料を押出成型機を用いて押出成型することにより製造されるが、成型後に生じた大粒径の排泄物処理材を再利用した場合、当該押出成型機に目詰まりが生じやすくなるという問題点があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、使用者又は使用動物等に付着せず、使用場所を汚すことを防ぐことが可能であり、吸水速度が速く、汚臭の発生を抑えることが可能であり、さらに、無駄になっていた吸水処理材を有効活用することが可能となる吸水処理材およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の吸水処理材は、複数の粒状吸水体が集合してなる吸水処理材であって、前記複数の粒状吸水体は、２５ｍｍの篩目を有する篩を通過し、かつ、５ｍｍ乃至８ｍｍ（より好ましくは５ｍｍ乃至６ｍｍ）の篩目を有する篩上に残留する大粒径の粒状吸水体と、３ｍｍ乃至４ｍｍの篩目を有する篩を通過する小粒径の粒状吸水体とから構成されており、その構成比は、大粒径の粒状吸水体が６５重量％乃至９０重量％、小粒径の粒状吸水体が３５重量％乃至１０重量％であることを特徴としている。

また、前記吸水処理材において、前記複数の粒状吸水体は、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複層構造として構成することもできる。

ここで、前記粒状吸水体は、吸水性能又は保水性能を有していればその材質等に制限はなく、砂、ベントナイト、ゼオライト等の無機質材料や、製紙用パルプ、ケナフ、コーヒー抽出残渣、茶殻、パルプスラッジ等の有機質廃材を素材とし、これらの素材に吸水性樹脂を配合したものを構成材料とすることができる。
なお、吸水性樹脂とは、ポリマー、ＣＭＣ（カルボキシルメチルセルロース）、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樹脂であり、特に、ポリマーは高い吸水性能を有している高吸水性樹脂である。

また、前記粒状吸水体の形状は、完全な球形等である必要はなく、所定寸法の篩目を通過する小塊の形状であれば、柱状体（細長形）、扁平形等、その形状は問わない。

また、前記篩目とは、本件においては篩の目開きのことで、例えばＪＩＳＺ８８０１−２に規定されているように、篩が角孔（正方目）を有するならば、その一辺の長さをミリメートルで表した数値であり、篩が円孔（円形目）を有するならば、その直径をミリメートルで表した数値である。

さらに、本発明の吸水処理材の製造方法は、複数の粒状吸水体が集合してなる吸水処理材の製造方法であって、前記粒状吸水体を製造する粒状吸水体製造工程と、前記粒状吸水体製造工程で製造された粒状吸水体を、２５ｍｍの篩目を有する篩を通過し、かつ、５ｍｍ乃至８ｍｍの篩目を有する篩上に残留する大粒径の粒状吸水体と、５ｍｍ乃至８ｍｍの篩目を有する篩を通過し、かつ、３ｍｍ乃至４ｍｍの篩目を有する篩上に残留する中粒径の粒状吸水体と、３ｍｍ乃至４ｍｍの篩目を有する篩を通過する小粒径の粒状吸水体とに篩い分ける分粒工程と、前記分粒工程で得られた大粒径の粒状吸水体と小粒径の粒状吸水体を、大粒径の粒状吸水体が６５重量％乃至９０重量％、小粒径の粒状吸水体が３５重量％乃至１０重量％となるように混合して前記吸収処理材とする混合工程とを含むことを特徴としている。

また、前記吸水処理材の製造方法において、前記分粒工程の後で前記混合工程の前に、前記大粒径の粒状吸水体と前記小粒径の粒状吸水体を乾燥させる乾燥工程を含む構成とすることや、前記粒状吸水体製造工程の後で前記分粒工程の前に、前記粒状吸水体を乾燥させる乾燥工程を含む構成とすることもできる。

さらに、前記粒状吸水体製造工程は、吸水性を有する基材により粒状の芯部を形成する造粒工程と、前記芯部の周囲に被覆層部を形成して前記粒状吸水体とする被覆工程とを含む構成とすることもできる。

本発明の吸水処理材によれば、小粒径の粒状吸水体と、大粒径の粒状吸水体とを含んでいるため、容器等に入れた場合において、小粒径の粒状吸水体が大粒径の粒状吸水体間の間隙に入り込むことになる。そのため、主として大粒径の粒状吸水体が表層に露出し、小粒径の粒状吸水体が表層に露出することがないため、小粒径の粒状吸水体が使用者又は使用動物等に付着せず、当該小粒径の粒状吸水体が飛び散ることにより容器の外部にまき散らされてその周囲を汚すことを防止することができる。

また、大粒径の粒状吸水体は、小粒径の粒状吸水体と比較して間隙が多いため、吸水速度が速く、深さ方向に排泄物を透過させる性質に優れているため、排泄物が幅方向に広がってしまうことを防止し、汚臭の原因となる遊離水の発生を効果的に防止することができる。
この場合であっても、本発明の吸水処理材は、大粒径と小粒径の粒状吸水体を組み合わせて吸水処理材を形成しているため、接着性能にやや劣るという大粒径の粒状吸水体の欠点を小粒径の粒状吸水体が補うことができる。

さらに、これまで廃棄等していた小粒径の粒状吸水体と大粒径の粒状吸水体を有効活用することができるため、吸水処理材の製造コストの削減を図ることができる。
また、本発明の吸水処理材の各製造方法によれば、本発明の吸水処理材を効率的に製造することができる。

本発明の排泄物処理材の製造方法を示す工程図である。

本発明を実施するための一形態（以下「実施形態」という）について、猫等の愛玩動物用の排泄物処理材及びその製造方法を例として、図面を参照して詳細に説明する。

［排泄物処理材］
本発明の排泄物処理材は、多数の粒状の吸水体（粒状吸水体）が集合して形成されている。本実施形態では、各粒状吸水体が、芯部と、この芯部の表面を被覆する被覆層部とから形成される複層構造を有する場合を例として説明する。

（１）芯部
芯部は、吸水性能や保水性能を有していればその材質等は特に制限はなく、ベントナイト、ゼオライト等の無機質材料や、製紙用パルプ、ケナフ、コーヒー抽出残渣、茶殻、パルプスラッジ等の有機質廃材の単体又は複数の混合物を素材とし、これらの素材に吸水性樹脂を配合したものを基材とすることができる。

より具体的な有機質廃材の例としては、薄葉紙廃材、衛生用紙廃材、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、便座シート廃材、新聞紙屑、雑誌屑、バフ粉、機械パルプ廃材、化学パルプ廃材、チタン紙廃材、セミケミカルパルプ廃材、綿状パルプ廃材、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、不織布廃材、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若しくは衛生材料製造時に発生する紙粉、ラミネート紙廃材、ラミネート紙の印刷屑、ラミネート紙の端屑、ダンボール屑、製紙スラッジ、パルプスラッジ、合成樹脂繊維廃材、木材屑、鉋屑、木粉、家屋の解体材、新築廃材、紙粉、焙煎コーヒー豆の抽出残渣、茶殻、野菜屑、使用済み切符若しくはパンチ屑、又はこれら二以上の材料の混合物の粉砕物を用いることができる。

他の有機質廃材としては、動物用排泄物処理材の廃材、動物用排泄物処理材の廃材のプラスチックに富む分離産物、紙おむつ廃材、紙おむつ廃材のプラスチックに富む分離産物、生理用ナプキン廃材、生理用ナプキン廃材のプラスチックに富む分離産物、動物用紙おむつ廃材、動物用紙おむつ廃材のプラスチックに富む分離産物、生理用ナプキン廃材、生理用ナプキン廃材のプラスチックに富む分離産物、動物用生理用ナプキン廃材、動物用生理用ナプキン廃材のプラスチックに富む分離産物、乳パッド廃材、乳パッド廃材のプラスチックに富む分離産物、汗パッド廃材、汗パッド廃材のプラスチックに富む分離産物、失禁パッド廃材、失禁パッド廃材のプラスチックに富む分離産物、動物用シーツ廃材、動物用シーツ廃材のプラスチックに富む分離産物、寝具用シーツ廃材、寝具用シーツ廃材のプラスチックに富む分級等による分離産物、マスク廃材、マスク廃材のプラスチックに富む分離産物、アイマスク廃材、アイマスク廃材のプラスチックに富む分離産物、座席用ヘッドカバー廃材、座席用ヘッドカバー廃材のプラスチックに富む分離産物、枕カバー廃材、枕カバー廃材のプラスチックに富む分離産物若しくは合成樹脂繊維廃材、又はこれら二以上の材料を含む混合物の粉砕物を用いることができる。

また、芯部の基材には、排泄した尿等が分解して汚臭となるのを極力避けるために、脱臭材料あるいは消臭材料を添加することや、保存時の黴の発生を避けるために、殺菌作用を有する物質を添加することもできる。このような脱臭材料等の例としては、硝酸銀、硫酸銅若しくは硫酸亜鉛又はこれらの塩基性化合物又は水酸化銀、水酸化銅若しくは水酸化亜鉛等の脱臭機能を有する金属化合物をセルロースに固定したものを使用することもできる。

殺菌作用を有する物質の例としては、有機酸、食塩、ソルビン酸又はその塩、プロピオン酸カルシウム、ヒノキチオール並びに安息香酸又はその塩などの殺菌剤、防腐剤及び防黴剤、抗菌剤を使用することができる。

また、芯部の基材には、着色物質を添加して、基材の色を隠したり、環境に適合する色調に変えたり、芯部の色を吸水時に露見させたりすることもできる。このような着色物質の例としては、顔料及び染料（白色のものとして、紙粉、炭酸カルシウム、酸化チタン及び合成パールが知られている。黒色のものとしては、カーボン、エリオクロムブラックＴ、アミノブラック１０Ｂ及びクロラゾルブラックＢＨが知られている。青色の顔料及び染料としては、シアニンブルー、アゾブルー及びパテントブルーが知られている。緑色の顔料及び染料としては、シアニングリーン及びエメラルドグリーンが知られている。黄色の顔料及び染料としては、アゾイエロー、アシッドイエロー及びハンサイエローなどが知られている。）、ベントナイト、ゼオライト、炭酸カルシウム、チタン白又は石膏等の鉱物質の白色の着色物質、並びに小麦粉、紙粉又はＣＭＣ等の白色の接着作用を有する物質、製紙用プラスチック材料粉又は製紙スラッジ等の白色の有機質材料の廃棄物粉砕物乾燥物を使用することができる。

また、芯部の基材には、排泄物についての検査を行うための、人又は動物用の検査用指示薬を配合することもできる。このような検査用指示薬としては、尿ｐＨ指示薬、尿蛋白指示薬、尿糖指示薬、尿ヘモグロビン指示薬及びその他の人の尿検査用指示薬を使用することができる。

（２）被覆層部
被覆層部は、使用時に尿等で濡れた粒状吸水体同士を付着させて塊状とさせ、排泄物をその周囲から包み込む等の作用を奏させることを第１の意図として設けられている。このような被覆層部の構成材料の例としては、吸水性樹脂又は接着性を有する材料又は両材料の混合物と、紙粉の混合物を用いることが好適である。

本発明において、接着剤としては、例えば、糊料やポリアクリル酸ナトリウム等の高吸水性樹脂がある。このような接着剤として機能する糊料としては、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、デキストリン、各アルファ（α）化した澱粉などの澱粉類、アクリルアミド、ＰＶＡ、カルボキシメチルセルロース又はアルギン酸ナトリウムを使用することができ、又はこれら二以上を組み合わせて使用することができる。また、その他の接着剤としては、高吸水性樹脂、ビニルエステル、ベントナイト、プルラン、カゼイン又はゼラチンなどがあり、これらは、単独で使用されるか、又はこれら２種以上を混合して使用される。また、アルコール溶解性の接着剤としては、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）又はポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）などがあり、この場合も同様に、単独で使用されるか、又はこれら２種以上を混合して使用することができる。

紙粉としては、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、新聞用紙、新聞紙屑、雑誌屑、バフ粉、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若しくは衛生材料製造時に発生する紙粉又はこれら二以上の粉砕物の混合物であり、何れも、０．５ミリメートル以下、好ましくは、０．３ミリメートル以下の粒度の粒状物に粉砕されて使用される。

また、被覆層部は、芯部が有機質材料を基材として形成されている場合において、当該基材を構成する有機質材料の固有の色調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。その際、着色作用を効果的に行うために、予め着色性物質により着色されている比較的不活性である微細な無機酸化物等の無機質材料の粉体を被覆材料に配合することもできる。

このような無機質材料の粉体の例としては、カオリンクレー、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、サチンホワイト、石膏、二酸化チタン、二酸化珪素、酸化アルミニウム、ゼオライト、ベントナイト、カオリン又は活性炭などの粉体を使用することができる。この中で、ゼオライト、ベントナイト、カオリン又は活性炭の粉体を使用すると、吸着作用により、排泄物処理材に脱臭機能を持たせることができるのでより好ましいものである。
なお、微細な無機質材料粒子を着色する着色物質として、上記した芯部を着色する顔料及び染料を使用することができる。

また、紙粉は、染料、顔料等により予め着色して使用することもできる。この場合には、無機顔料を用いることが好ましく、一例として、コバルト顔料、鉄顔料、クロム顔料、マンガン顔料、銅顔料、バナジウム顔料又は硫化物顔料を用いることができる。

（３）混合割合
本発明の排泄物処理材は、上記芯部と上記被覆層部から形成され、構成材料は同じであるが粒径の異なる複数個の粒状吸水体を以下の配合割合で混合したとことに特徴を有している。すなわち、２５ｍｍ篩を通過し、かつ、５ｍｍ篩乃至８ｍｍ篩上に残留する粒径である大粒状の粒状吸水体を６５重量％ないし９０重量％、３ｍｍ篩乃至４ｍｍ篩を通過する粒径である小粒状の粒状吸水体を３５重量％ないし１０重量％となるように混合している。

（４）作用効果
発明の排泄物処理材によれば、小粒状の粒状吸水体と、大粒状の粒状吸水体とを含んでいるため、容器等に入れた場合において、小粒径の粒状吸水体が大粒径の粒状吸水体の間の間隙に入り込むことになる。そのため、主として大粒径の粒状吸水体が表層に露出し、小粒径の粒状吸水体が表層に露出することがないため、犬や猫等の愛玩動物に使用した場合に、肉球や毛などに付着することがなく、小粒径の粒状吸水体が飛び散ることにより容器の外部にまき散らされてその周囲を汚すことを防止することができる。

また、大粒径の粒状吸水体は、小粒径の粒状吸水体と比較して間隙が多いため、吸水速度が速く、深さ方向に排泄物を透過させる性質に優れている。そのため、排泄物が幅方向に広がり、遊離水が発生することを防ぐことができることから、汚臭の発生を効果的に防止することができる。

この場合であっても、本発明の排泄物処理材は、大粒径と小粒径の粒状吸水体が組み合わされて形成されているため、接着性能がやや劣るという大粒径の粒状吸水体の欠点を小粒径の粒状吸水体が補うことができる。

［製造方法］
続いて、本発明の排泄物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〜Ｓ７）と、予備篩分工程（Ｓ８）と、被覆工程（Ｓ９，Ｓ１０）と、分粒工程（Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１５）と、乾燥工程（Ｓ１２）と、混合工程（Ｓ１６）と、袋詰工程（Ｓ１７）とから構成されている。以下、各工程について説明する。

（１）造粒工程
本工程は、芯部を形成する工程であり、粉砕工程、粉砕物混合工程、加水工程及び押出造粒工程から構成されている（Ｓ１〜Ｓ７）。

１）粉砕工程
本工程は、芯部を形成する主材料を粉砕（破砕）するための工程である。
本工程では、有機質廃材等の主材料を粗破砕機で所定の大きさ（例えば４０ｍｍ）以下に粗破砕（第一次粉砕）し、その後、粉砕機でさらに所定の大きさ（例えば２〜４ｍｍ）以下に粉砕（第二次粉砕）する。

図１では、主材料として塩化ビニル壁紙廃材及び紙おむつ廃材を用いた例を示す。塩化ビニル壁紙廃材は、粗破砕機で第一次粉砕した後に粉砕機で第二次粉砕し（Ｓ１，Ｓ２）、紙おむつ廃材は、粗破砕機で第一次粉砕した後に粉砕機で第二次粉砕するとともに（Ｓ３，Ｓ４）、分級機で吸水性ポリマー、紙粉（フラッフパルプ）を分離し、吸水性ポリマー及び紙粉を除いた外装体を主材料として使用する。

２）粉砕物混合工程
本工程は、粉砕された主材料を所定割合で混ぜ合わせるとともに、必要に応じて他の種類の有機質廃材や無機質材料、吸水性樹脂、着色物質、脱臭材料、消臭材料、防黴材料、検査用指示薬等の各種物質を添加混合するための工程である。
例えば、本工程では、粉砕された塩化ビニル壁紙廃材及び紙おむつ廃材を混合型ホッパーに投入するとともに、必要に応じて吸水性樹脂や脱臭材料等を所定量加え、これらを混ぜ合わせることにより芯部の基材とする（Ｓ５）。

３）加水工程
本工程は、押出造粒を容易にするために基材に加水し、その水分含有率を２０重量％程度に高める工程である（Ｓ６）。
なお、前工程で着色物質を添加する代わりに、本工程で着色水を加水することにより、基材を着色してもよい。

４）押出造粒工程
本工程は、基材を押出造粒する（Ｓ７）ことにより、芯部を形成する工程である。
例えば、本工程では、所定孔径（例えば４ｍｍ又は３ｍｍ）のダイスを備える押出式造粒装置（押出成型機）を用い、基材に圧力をかけながらそれをダイスから押し出し、押し出された基材を適宜の長さずつ切断することにより、細長状（略円柱状）の芯部を造粒する。

（２）予備篩分工程
本工程は、２５ｍｍの篩目をも通過しないような粒径の大きい粒状吸水体の生成を未然に抑制するために、幅２４〜２５ｍｍ程度のスリットを通過しない芯部を選別して上記加水工程に戻す工程である（Ｓ８）。
ここで選別される芯部は、例えば個々には適当な大きさを有する芯部が複数凝集して一塊状となったものである。また、後記するように芯部に被覆層部を形成した場合には、被覆層部の厚さだけその粒径が増加することになる。そのため、２５ｍｍの篩目を通過しないような粒状吸水体の生成を回避するには、スリットの幅は被覆層部の厚さ分を考慮して２５ｍｍよりも小さくすることで足りる。被覆層部形成前のこの段階において規格外の大きさの造粒物を抽出すれば、これを芯部の製造ラインに戻して再度押出造粒しても押出成型機の目詰まり等の原因にならないという利点がある。

（３）被覆工程
本工程は、芯部の周囲に被覆層部を形成する工程であり、調合工程及び被覆層部形成工程から構成されている（Ｓ９，Ｓ１０）。

１）調合工程
本工程は、被覆層部の構成材料（被覆材料）を調合するための工程である。
被覆材料は、例えば、０．３ｍｍ程度の粒径に微粉砕された紙粉と吸水性ポリマー等を混ぜ合わせることにより調合されるが（Ｓ９）、その吸水性ポリマーとしては、紙おむつの粉砕時に分級したものを用いることが好適である。

２）被覆層部形成工程
本工程は、芯部の表面全体に被覆材料を付着させることにより、芯部の周囲に被覆層部を形成する工程である。
すなわち、本工程では、調合工程で所定の配合比に調製された紙粉及び吸水性ポリマー等を成分とする被覆材料を、コーティング装置を用いて芯部の周囲に付着させることにより、被覆層部を形成して粒状吸水体を得る（Ｓ１０）。

（４）分粒工程
本工程は、粒状吸水体を大粒径の粒状吸水体、中粒径の粒状吸水体、小粒径の粒状吸水体に分粒する工程であり、第一次篩分工程（Ｓ１１）、第二次篩分工程（Ｓ１３）及び第三次篩分工程（Ｓ１５）から構成される。

１）第一次篩分工程
本工程は、粒状吸水体を幅２５ｍｍのスリット又は直径２５ｍｍの円孔を通過させることにより、２５ｍｍの篩目を通過しないような特大の粒状吸水体を除去する工程であり（Ｓ１１）、本工程で、特大の粒状吸水体が除去された粒状吸水体は後記乾燥工程で乾燥され、第二次篩分工程に送られることになる。
なお、２５ｍｍの篩目を通過しないような粒状吸水体を除去し得れば、必ずしも篩を使用して行う必要はなく、上記のように予備篩分工程を設けていれば、本工程で分離されるものはほとんどない場合もあるので、本工程と予備篩分工程は選択的に設けてもよい。

また、ここで除去されるような粒径の大きい粒状吸水体は、予備篩分工程において抽出分離される芯部と同様、複数の小さな粒状吸水体が結合して一体化することにより生じることもある。

２）第二次篩分工程
本工程は、粒状吸水体を一次的に分粒し、適合品を選別する工程である（Ｓ１３）。
例えば、本工程では、乾燥工程で得られた粒状吸水体を振動型篩機により分粒する。本実施形態では、振動型篩機には、押出成型機のダイスの孔径が４ｍｍであれば上段に８〜１０ｍｍ、下段に４〜５ｍｍの篩目を有する篩が設けられ、ダイスの孔径が３ｍｍであれば上段に７〜８ｍｍ、下段に３〜４ｍｍの篩目を有する篩が設けられる。そして、乾燥工程において得られた粒状吸水体を、上段の篩上に散布した状態でその篩を振動させることにより、８〜１０ｍｍ又は７〜８ｍｍの粗い篩目を通過しない粒状吸水体を、それを通過する粒状吸水体と分離する。粗い篩目を通過した粒状吸水体は、下段の篩上に散布され、その篩を振動させることにより、４〜５ｍｍ又は３〜４ｍｍの細かい篩目を通過する粒状吸水体を、それを通過しない粒状吸水体と分離する。

上段の篩の篩目を通過し、かつ、下段の篩の篩目を通過しなかった粒状吸水体は、適合品として適合品袋詰工程に送られ、袋詰装置により所定量ずつ袋詰めされて、従来同様の粒の揃った排泄物処理材として出荷される（Ｓ１４）。
一方、それ以外の粒状吸水体は再度の選別のため第三次篩分工程に送られる。

３）第三次篩分工程（特許請求の範囲における分粒工程に相当）
本工程は、粒状吸水体を二次的に分粒し、適合品を再度選別する工程である（Ｓ１５）。
例えば、本工程では、第二次篩分工程で適合品として除去された以外の粒状吸水体を振動型篩機により分粒する。本実施形態では、振動型篩機には、上段から順に２５ｍｍの篩目を有する篩（以下「第一の篩」という。）、７〜８ｍｍ（ダイスの孔径が４ｍｍの場合）又は５〜６ｍｍ（ダイスの孔径が３ｍｍの場合）の篩目を有する篩（以下「第二の篩」という。）、３〜４ｍｍの篩目を有する篩（以下「第三の篩」という。）、１〜２ｍｍの篩目を有する篩（以下「第四の篩」という。）が積層的に設けられる。そして、第二次篩分工程で上段の篩上に残留した又は下段の篩を通過した粒状吸水体を第一の篩上に散布し、各篩を振動させることにより、第一の篩上に残留する粒状吸水体と、第一の篩を通過して第二の篩上に残留する粒状吸水体と、第二の篩を通過して第三の篩上に残留する粒状吸水体と、第三の篩を通過して第四の篩上に残留する粒状吸水体と、第四の篩を通過する粒状吸水体とに分離し、第二の篩を通過して第三の篩上に残留する中粒径の粒状吸水体は適合品として上記の適合品袋詰工程（Ｓ１４）に送り、第一の篩を通過して第二の篩上に残留する大粒径の粒状吸水体と第三の篩を通過して第四の篩上に残留する小粒径の粒状吸水体は第三次篩分工程に送る。

なお、上記説明では、第二次篩分工程で上段の篩上に残留した又は下段の篩を通過した粒状吸水体を第一の篩上に散布しているが、残留又は通過した粒状吸水体の粒径の大きさによっては、第二の篩又は第三の篩上に散布することにしてもよい。
また、第四の篩を通過するような微細な粒状吸水体は、第四の篩を用いずにエアブロー等で小粒径の粒状吸水体から分離してもよく、前述した大粒径の粒状吸水体は、第一の篩によらずに予備篩分工程又は第一次篩分工程の篩分けによって２５ｍｍの篩目を通過するとしてもかまわない。
さらに、第二次篩分工程及び第三次篩分工程においても、第一次篩分工程におけると同様に、所定の大きさの篩目を通過したり通過しなかったりする粒状吸水体を選別し得れば、必ずしも篩を使用して篩分けする必要はない。

（５）乾燥工程
本工程は、第一次篩分工程において一次的に調粒（分粒）された粒状吸水体を、乾燥機で乾燥させる工程である（Ｓ１２）。
本工程では、既に第一次篩分工程において特大の粒状吸水体が除かれているので、製品とならない特大の粒状吸水体が乾燥対象に含まれることによる乾燥効率の低下を回避することができるという利点がある。

（６）混合工程
本工程は、第三次篩分工程で分離された大粒径の粒状吸水体と小粒径の粒状吸水体とを、大粒径の粒状吸水体と小粒径の粒状吸水体とが所定の構成比率となるように混合する工程である（Ｓ１６）。
本工程では、ホッパー等を使用し、大粒径の粒状吸水体が６５重量％乃至９０重量％の範囲内の所定の重量比率となり、小粒径の粒状吸水体が３５重量％乃至１０重量％の範囲内の所定の重量比率となるような割合で大粒径の粒状吸水体と小粒径の粒状吸水体とを混合し、本発明に係る排泄物処理材としている。

（７）袋詰工程
本工程は、混合工程で得た本発明の排泄物処理材を袋詰装置により所定量ずつ袋詰めし、大粒径の粒状吸水体及び小粒径の粒状吸水体からなる排泄物処理材として出荷する（Ｓ１７）。

［作用効果］
本発明の排泄物処理材の製造方法によれば、排泄物処理材を構成する大粒径又は小粒径の粒状吸水体として、適合品の製造ラインで生じる規格外品の粒状吸水体を用いることができる。これにより、規格外品の粒状吸水体を製造ラインに戻すことによる押出成型機の目詰まり等のリスクを負うことなく、規格外品の粒状吸水体を廃棄せずにその有効活用を図ることが可能となるため、延いては排泄物処理材を製造コストに優れたものとすることができる。

また、本発明では、第二次篩分工程と第三次篩分工程を設けているため、正確に粒状吸水体を所定粒度に分粒することができる。特に、第二次篩分工程では、８〜１０ｍｍ（ダイスの孔径が４ｍｍの場合）又は７〜８ｍｍ（ダイスの孔径が３ｍｍの場合）の粗い篩目を通過しない粒状吸水体と、４〜５ｍｍ（ダイスの孔径が４ｍｍの場合）又は３〜４ｍｍ（ダイスの孔径が３ｍｍの場合）の細かい篩目を通過する粒状吸水体とを、それぞれ分離し、分離された粒状吸水体をさらに第三次篩分工程において、７〜８ｍｍ（ダイスの孔径が４ｍｍの場合）又は５〜６ｍｍ（ダイスの孔径が３ｍｍの場合）の粗い篩目を通過しない粒状吸水体と、３〜４ｍｍの細かい篩目を通過する粒状吸水体に分離している。このように、第二次篩分工程と第三次篩分工程において、粗い篩目と、細かい篩目の篩目の寸法を異なるように設定していることから、単に同じ篩目の寸法の篩を組み合わせた場合と比べて、より正確に粒状吸水体を所定粒度に分粒することができ、適合品及び本発明に係る排泄物処理材のいずれの見栄えも良好化することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明について、好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。

特に、上記実施形態では、粒状の芯部と当該芯部を被覆する被覆層部から構成される二層構造の排泄物処理材を例として説明を行ったが、本発明の排泄物処理材は、被覆層部を有しない粒状吸水体のみから構成されているものであってもよい。
この場合の粒状吸水体は、上記実施形態の排泄物処理材における芯部を形成する材料と同様の材料を用いることができ、適宜、上記と同様の着色物質、尿検査用指示薬、脱臭剤、接着作用を配合してもよい。

さらに、本発明の排泄物処理材の製造方法は、予備篩分工程及び第一次篩分工程を省略することや、第二次篩分工程を省略することも可能である。
また、第一次篩分工程と第二次篩分工程との間に設けられている乾燥工程を、第三次篩分工程と混合工程の間に設けることもできる。このように篩分工程が乾燥工程に先行する製造方法を採ることにより、乾燥工程における乾燥対象が第三次篩分工程で分離された大粒径の粒状吸水体又は小粒径の粒状吸水体だけとなり、乾燥工程で使用する乾燥機を小型化しやすくなるという利点がある。なお、上記実施形態におけるように乾燥工程が第二次篩分工程や第三次篩分工程に先行すると、粒状吸水体を一括して乾燥させることにより、大粒径の粒状吸水体の乾燥と小粒径の粒状吸水体の乾燥とを別々に管理する必要がないという利点がある。そのため、乾燥工程はそれらの利点を考慮した上で、適切な段階に設けることになる。
なお、大粒径の粒状吸水体及び小粒径の粒状吸水体は、それ自体を目的として製造してもかまわないが、これまで述べてきたように適合品の製造過程において生じた規格外品を利用する方が、コスト的に大幅に有利であることは言うまでもない。

さらに、吸水処理材の用途についても吸水効果が得られるものであれば、その用途を問うものではない。例えば、愛玩動物の排泄物処理材に限られるものではなく、人間用の排泄物処理材、災害用トイレ処理材、災害用浸水処理材（浸水後の吸水処理に用いたり、浸水を防ぐ目的（内部に導水可能となるような袋体に吸水処理材を充填させ、土嚢類似の態様で使用する））、あるいは、排水（廃水）処理材としても利用することができる。

本発明の排泄物処理材の性能を調べるために、大粒径の粒状吸水体と小粒径の粒状吸水体の配合比率を５重量％単位で変化させてサンプルを作成し、吸水幅を測定した。なお、サンプル番号０の適合品は、６ｍｍ篩を通過し、かつ、４ｍｍ篩に残留する粒状吸水体（適合品）から作成されており、適合品に準じる性能を有している。

［サンプルの作成方法］
本サンプルは、粒状吸水体を構成する芯部と被覆層部との材料重量比を８対２とし、図１の製造方法とほぼ同様の方法（但し、分粒は第二次篩分工程及び第三次篩分工程のみを行うものであり、振動型篩機の構造も異なる）により製造した（混合工程における大粒径の粒状吸水体と小粒径の粒状吸水体の配合比率は変化させる。）。

（１）芯部
塩化ビニル壁紙、紙おむつ廃材（衛生材メーカーから発生する規格外品の紙おむつの外装体を用いる。）、バフ粉（主として印刷会社において、製本の切断時や削り時に発生する微細な紙粉）、損紙（衛生材メーカーから発生するトリムロス、不織布等や、製紙メーカーから発生する紙屑全般）、生理用ナプキン廃材（衛生材メーカーから発生する規格外品の生理用ナプキンの外装体を用いる。）を原材料とする。

各原材料は、粉砕機の４０ｍｍの目幅を有するスクリーンを通過するように粗粉砕し、さらに、粉砕機の２．８ｍｍの目幅を有するスクリーンを通過するように粉砕して、塩化ビニル壁紙３５重量％、紙おむつ廃材２５重量％（ただし、既述のように外装体を用いるので、粉砕前の紙おむつ廃材に対して実使用量はその７割程度）、バフ粉５重量％、損紙２５重量％、生理用ナプキン廃材１０重量％（ただし、既述のように外装体を用いるので、粉砕前の生理用ナプキン廃材に対して実使用量はその９割程度）の配合比になるように芯部の基材を生成した。
そして、この基材をダイス孔径３．５ｍｍの押出造粒機を用いて押出造粒し、芯部を得た。

（２）被覆層部
被覆層部の材料は、紙粉６０重量％、タピオカアルファー化澱粉２０重量％、ポリアクリル酸ナトリウム（吸水性ポリマー）１６重量％、デキストリン４重量％を混合して生成した。
タピオカアルファー化澱粉、ポリアクリル酸ナトリウム、デキストリンの各材料は、微粉砕機で粒度分布の平均値が５０μｍ程度となるように粉砕し、紙粉は０．３ｍｍの目幅を有するスクリーンを通過するように粉砕し、これらを上記混合比となるように混合して被覆材料を生成し、これを芯部の表面に塗して被覆層部を形成した。
なお、紙粉は、主として衛生材メーカーの製造物である紙おむつ、尿取りパッド及び整理用ナプキンの各製造時に発生するフラップパルプの微粉物と高吸水性ポリマーの微粉物の混合物、すなわち、高吸水性ポリマー在中のフラッフパルプの集塵ロス発生物である。

（３）篩分け
第二次篩分工程において１０ｍｍの篩目を有する上段の篩と５ｍｍの篩目を有する下段の篩とを有する振動型篩機を用い、第三次篩分工程において６ｍｍの篩目を有する第二の篩と４ｍｍの篩目を有する第三の篩とを有する振動型篩機を用いて、粒状吸水体を大粒径、中粒径、小粒径に分粒した。

［吸水幅の測定方法］
犬、猫等の小型の愛玩動物を念頭におき、標準的な１回分の排泄量である３０ｍｌの擬似尿（アンモニア含有水）を所定容器に充填した各サンプルに吸水させ、そのときの吸水幅を測定した。この吸水幅（Ｗ）は、擬似水量を一点に注水し、当該注水点から吸水範囲の径の最大値を測定したものであり、その値が小さい方が、狭い範囲にある排泄物処理材だけで擬似尿を吸水したと考えられ、吸水性能が高い傾向にあると考えられる。

［測定結果］
表１は、同一の配合比の各サンプルに関して、吸水幅を３回測定して測定値の平均値を求めたものである。

この結果によると、サンプル番号３〜サンプル番号８は、サンプル番号０の適合品と比較して、吸水幅の値が小さいか同程度となり、良好な結果が得られた。しかし、サンプル番号１、２は、粒状吸水体が塊状にならなかったため製品としての適合性を欠くという結果となり、サンプル番号９からサンプル番号２１は、適合品の吸水幅の値を下回る結果となった。

以上によれば、サンプル番号３〜サンプル番号８、すなわち、小粒径の粒状吸水体が１０重量％ないし３５重量％、大粒径の粒状吸水体が９０重量％ないし６５重量％の範囲内となるような配合比とすることが好適であることが明らかになった。
そのうち、サンプル番号３〜サンプル番号５の場合、すなわち、小粒径の粒状吸水体が１０重量％ないし２０重量％、大粒径の粒状吸水体が９０重量％ないし８０重量％の範囲内となるような配合比となるように配合比を定めた場合には、吸水幅が６０ｍｍ未満となり、特に良好な結果を示していることから、より好ましいことが明らかになった。

Ｓ１，Ｓ３ 第１次粉砕工程
Ｓ２，Ｓ４ 第２次粉砕工程
Ｓ７ 押出造粒工程
Ｓ１０ 被覆層部形成工程
Ｓ１１ 第一次篩分工程
Ｓ１２ 乾燥工程
Ｓ１３ 第二次篩分工程
Ｓ１５ 第三次篩分工程
Ｓ１６ 混合工程

Claims (6)

1. 複数の粒状吸水体が集合してなる吸水処理材であって、
   前記複数の粒状吸水体は、２５ｍｍの篩目を有する篩を通過し、かつ、５ｍｍ乃至８ｍｍの篩目を有する篩上に残留する大粒径の粒状吸水体と、３ｍｍ乃至４ｍｍの篩目を有する篩を通過する小粒径の粒状吸水体とから構成されており、
   その構成比は、大粒径の粒状吸水体が６５重量％乃至９０重量％、小粒径の粒状吸水体が３５重量％乃至１０重量％であることを特徴とする吸水処理材。
2. 前記粒状吸水体は、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複層構造であることを特徴とする請求項１に記載の吸水処理材。
3. 複数の粒状吸水体が集合してなる吸水処理材の製造方法であって、
   前記粒状吸水体を製造する粒状吸水体製造工程と、
   前記粒状吸水体製造工程で製造された粒状吸水体を、２５ｍｍの篩目を有する篩を通過し、かつ、５ｍｍ乃至８ｍｍの篩目を有する篩上に残留する大粒径の粒状吸水体と、５ｍｍ乃至８ｍｍの篩目を有する篩を通過し、かつ、３ｍｍ乃至４ｍｍの篩目を有する篩上に残留する中粒径の粒状吸水体と、３ｍｍ乃至４ｍｍの篩目を有する篩を通過する小粒径の粒状吸水体とに篩い分ける分粒工程と、
   前記分粒工程で得られた大粒径の粒状吸水体と小粒径の粒状吸水体を、大粒径の粒状吸水体が６５重量％乃至９０重量％、小粒径の粒状吸水体が３５重量％乃至１０重量％となるように混合して前記吸収処理材とする混合工程とを含むことを特徴とする吸水処理材の製造方法。
4. 前記分粒工程の後で前記混合工程の前に、前記大粒径の粒状吸水体と前記小粒径の粒状吸水体を乾燥させる乾燥工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の吸水処理材の製造方法。
5. 前記粒状吸水体製造工程の後で前記分粒工程の前に、前記粒状吸水体を乾燥させる乾燥工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の吸水処理材の製造方法。
6. 前記粒状吸水体製造工程は、
   吸水性を有する基材により粒状の芯部を形成する造粒工程と、
   前記芯部の周囲に被覆層部を形成して前記粒状吸水体とする被覆工程とを含むことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の吸水処理材の製造方法。

Images