JP5903520B1 - 吸水処理材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 被覆部の存在による吸水性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１は、芯部１０、及び被覆部２０を備えている。芯部１０は、略円柱状をしており、側面１２、並びに底面１４（第１の底面）及び底面１６（第２の底面）を有している。芯部１０を覆うように、被覆部２０が設けられている。芯部１０の側面１２は、８０％以上の領域が被覆部２０によって覆われている。芯部１０の底面１４は、８０％以上の領域が、被覆部２０によって覆われることなく露出している。【選択図】 図１
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。この吸水処理材においては、粒状に成形された芯部と、芯部を覆う被覆部とが設けられている。被覆部は、使用時に液体を吸収した吸水処理材どうしを接着させる機能を有する。それにより、使用後においては、複数の吸水処理材からなる固まりが形成される。
このように被覆部は、使用後における吸水処理材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性を低下させ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性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、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、上記芯部を覆う被覆部と、を備え、上記芯部の上記側面は、８０％以上の領域が上記被覆部によって覆われており、上記芯部の上記第１の底面は、８０％以上の領域が、上記被覆部によって覆われることなく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、芯部の側面の大部分（８０％以上の領域）が被覆部によって覆われる一方、底面の大部分は被覆部によって覆われることなく露出している。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、吸水処理材の製造方法は、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、上記芯部を覆うように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、上記芯部の上記側面の８０％以上の領域が上記被覆部によって覆われるとともに、上記芯部の上記第１の底面の８０％以上の領域が上記被覆部によって覆われることなく露出するように、上記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、芯部の側面の大部分が被覆部によって覆われる一方、底面の大部分は被覆部によって覆われることなく露出するように、被覆部が形成される。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性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。
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、液体を吸収する吸水処理材であって、芯部１０、及び被覆部２０を備えている。吸水処理材１は、例えば、人又は動物の排泄物を吸収する排泄物処理材である。
図３は、芯部１０を示す斜視図である。芯部１０は、略円柱状をしており、側面１２、並びに底面１４（第１の底面）及び底面１６（第２の底面）を有している。芯部１０は、吸水性を有しており、尿等の液体を吸水及び保水する機能を有する。芯部１０は、吸水性材料（第１の吸水性材料）を含有している。第１の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。第１の吸水性材料は、芯部１０の主材料であることが好ましい。ここで、芯部１０の主材料とは、芯部１０を構成する材料のうち、当該芯部１０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、例えば、通常の紙の他にも、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、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。
図１及び図２に戻って、芯部１０を覆うように、被覆部２０が設けられている。この被覆部２０は、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。それにより、使用後においては、複数の吸水処理材１からなる固まりが形成される。
被覆部２０は、芯部１０の一部分のみを覆っている。詳細には、芯部１０の側面１２は、８０％以上の領域が被覆部２０によって覆われている。すなわち、側面１２のうち被覆部２０によって覆われた部分の面積は、側面１２全体の面積の８０％以上である。側面１２は、９０％以上の領域が被覆部２０によって覆われていることが好ましく、全体が被覆部２０によって覆われていることがより好ましい。図１及び図２は、側面１２の全体が被覆部２０によって覆われている場合を示している。なお、被覆部２０は、側面１２上において連続的に設けられていることが好ましい。つまり、被覆部２０が側面１２の一部（２０％以下の領域）を残して側面１２を覆う場合であっても、側面１２上に設けられた被覆部２０は、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。
他方、芯部１０の底面１４は、８０％以上の領域が、被覆部２０によって覆われることなく露出している。すなわち、底面１４のうち被覆部２０によって覆われることなく露出している部分の面積は、底面１４全体の面積の８０％以上である。底面１４は、９０％以上の領域が被覆部２０によって覆われることなく露出していることが好ましく、全体が被覆部２０によって覆われることなく露出していることがより好ましい。図１及び図２は、底面１４の全体が被覆部２０によって覆われることなく露出している場合を示している。
同様に、芯部１０の底面１６も、８０％以上の領域が、被覆部２０によって覆われることなく露出している。すなわち、底面１６のうち被覆部２０によって覆われることなく露出している部分の面積は、底面１６全体の面積の８０％以上である。底面１６は、９０％以上の領域が被覆部２０によって覆われることなく露出していることが好ましく、全体が被覆部２０によって覆われることなく露出していることがより好ましい。図２は、底面１６の全体が被覆部２０によって覆われることなく露出している場合を示している。
なお、側面１２には凹凸や亀裂が存在することがあるが、被覆部２０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１０と同一の中心軸を有する円筒面に側面１２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１４，１６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１４，１６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２０は、吸水性材料（第２の吸水性材料）及び接着性材料を含有している。第２の吸水性材料としても、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。第２の吸水性材料は、第１の吸水性材料と同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。第２の吸水性材料は、被覆部２０の主材料であることが好ましい。被覆部２０の主材料の定義は、上述した芯部１０の主材料の定義と同様である。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。
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、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１０を形成する工程である。この工程においては、押出造粒により芯部１０を形成する。詳細には、芯部１０を構成する材料（芯部材料）を粉砕機で所定の大きさに粉砕した後、所定の割合で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、芯部材料を造粒機によって押出造粒する。これにより、略円柱状の芯部１０が得られる。
被覆部形成工程は、芯部１０を覆うように被覆部２０を形成する工程である。この工程においては、側面１２の８０％以上の領域が被覆部２０によって覆われるとともに、各底面１４，１６の８０％以上の領域が被覆部２０によって覆われることなく露出するように、被覆部２０を形成する。このとき、側面１２の９０％以上の領域が被覆部２０によって覆われることが好ましく、側面１２の全体が被覆部２０によって覆われることがより好ましい。また、各底面１４，１６の９０％以上の領域が被覆部２０によって覆われることなく露出することが好ましく、各底面１４，１６の全体が被覆部２０によって覆われることなく露出することがより好ましい。なお、この工程においては、側面１２上において連続的な被覆部２０を形成することが好ましい。
かかる被覆部形成工程においては、図４に示すように、芯部１０の周囲に、被覆部２０を構成する材料である被覆材料２２を付着させる（付着工程）。このとき、被覆材料２２は、芯部１０の周囲の全体に付着させてもよいし、一部分にのみ付着させてもよい。図４は、被覆材料２２を芯部１０の周囲全体に付着させる場合を示している。被覆材料２２の付着には、例えばコーティング装置を用いることができる。付着工程の後、図５に示すように、芯部１０の両端部を切除する（切除工程）。これにより、被覆部２０が得られる。
その後、このようにして得られた粒状体を篩にかけることにより、所定の規格を満たす粒状体のみを抽出する（分粒工程）。そして、抽出された粒状体を乾燥機で乾燥させる（乾燥工程）。この乾燥により、芯部１０の含水率が適宜調整される。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、芯部１０の側面１２の大部分（８０％以上の領域）が被覆部２０によって覆われる一方、底面１４の大部分は被覆部２０によって覆われることなく露出するように、被覆部２０が形成される。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１０に達することができる。したがって、被覆部２０の存在による吸水性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。
このように底面１４の大部分を露出させることは、芯部１０の液体に対する接触面積を大きくし、それにより吸水処理材１の吸水性（特に吸水速度）を向上させる上で有利である。かかる観点から、底面１４は、９０％以上の領域が被覆部２０によって覆われることなく露出していることが好ましく、全体が被覆部２０によって覆われることなく露出していることがより好ましい。
また、側面１２の大部分に被覆部２０が設けられた構成は、使用時に液体を吸収した吸水処理材１どうしを充分に接着させる上で有利である。しかも、かかる構成の場合、底面１４，１６に比して目につきやすい側面１２の大部分が被覆部２０によって覆われるため、吸水処理材１の美観が損なわれにくいという利点もある。これらの観点から、側面１２は、９０％以上の領域が被覆部２０によって覆われていることが好ましく、全体が被覆部２０によって覆われていることがより好ましい。特に被覆部２０が側面１２上において連続的に設けられている場合、断続的に設けられている場合に比して、側面１２上の被覆部２０が剥離するのを防ぐ上で有利である。
本実施形態においては、芯部１０の底面１６も、８０％以上の領域が、被覆部２０によって覆われることなく露出している。これにより、両底面１４，１６の露出部分を通じて液体が芯部１０に達することができるため、吸水処理材１の吸水性を一層向上させることができる。このように吸水処理材１の吸水性を向上させる観点から、底面１６は、９０％以上の領域が被覆部２０によって覆われることなく露出していることが好ましく、全体が被覆部２０によって覆われることなく露出していることがより好ましい。
ところで、使用済みの吸水処理材１は処分する必要があるところ、水洗トイレに流して処分することができれば、ユーザにとっての利便性が高まる。このように水洗トイレに流して処分するには、吸水処理材１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）を有することが求められる。
この点、従来の吸水処理材において、芯部が被覆部によって覆われていることは、吸水性の低下のみならず水解性の低下をも招くという問題があった。被覆部によって、水洗トイレの水が芯部に達することが妨げられるからである。本実施形態においては、上述のとおり底面１４，１６の大部分が露出しているため、かかる問題を解消することができる。
被覆部に含有される接着性材料が吸水性ポリマーである場合、従来の吸水処理材における水解性の低下という問題が顕著となる。吸水性ポリマーは液体吸収時に膨潤する性質を有するところ、被覆部において吸水性ポリマーが膨潤すると、水洗トイレの水が芯部に達することが一層妨げられるからである。それゆえ、この場合、水解性の低下を防ぐことができる吸水処理材１が特に有用となる。
吸水処理材１の製造方法に関し、芯部形成工程においては、押出造粒により芯部１０を形成している。これにより、略円柱状の芯部１０を容易に得ることができる。
被覆部形成工程は、被覆材料２２を付着させた後に芯部１０の端部を切除する切除工程を含んでいる。これにより、上述した構造の被覆部２０を容易に得ることができる。また、このように切除工程を設けることにより、芯部１０の周囲全体に被覆材料２２を付着させた場合であっても、芯部１０を部分的に覆う被覆部２０を最終的に得ることができる。実際、本実施形態においては、芯部１０の周囲全体に被覆材料２２を付着させている。このため、特殊な装置や方法を用いることなく、芯部１０に対する被覆材料２２の付着を行うことができるという利点がある。
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、底面１４の一部に被覆部２０が設けられる場合、図６に示すように、側面１２と底面１４との境界が被覆部２０によって覆われることが好ましい。すなわち、上記境界において側面１２上に設けられた被覆部２０と底面１４上に設けられた被覆部２０とが連続していることが好ましい。これにより、被覆部２０が剥離しにくくすることができる。同様に、底面１６の一部に被覆部２０が設けられる場合についても、側面１２と底面１６との境界が被覆部２０によって覆われることが好ましい。
上記実施形態においては、芯部１０の両底面１４，１６に露出部分が存在する場合を例示した。しかし、露出部分は、芯部１０の底面１４又は底面１６の何れか一方にのみ存在していてもよい。その場合、切除工程においては、芯部１０の一端部のみを切除すれば足りる。
上記実施形態においては、付着工程の後に切除工程を実行することにより、被覆部２０を形成する場合を例示した。しかし、切除工程を設けることは、必須でない。付着工程おいて側面１２に対して集中的に被覆材料２２を付着させることにより、被覆部２０を形成してもよい。例えば、水平に流れるベルトコンベア上に芯部１０を載せた状態で、真上から芯部１０に被覆材料２２を吹き付けることにより、側面１２に対して集中的に被覆材料２２を付着させることができる。このとき、ベルトコンベアを揺動させることにより、芯部１０をその中心軸周りに回転させ、それにより側面１２の全体に被覆材料２２を付着させやすくなる。
１ 吸水処理材
１０ 芯部
１２ 側面
１４ 底面（第１の底面）
１６ 底面（第２の底面）
２０ 被覆部
２２ 被覆材料
１０ 芯部
１２ 側面
１４ 底面（第１の底面）
１６ 底面（第２の底面）
２０ 被覆部
２２ 被覆材料
Claims (25)
- 側面並びに第１及び第２の底面を有する略円柱状の吸水性を有する芯部と、
前記芯部を覆うように設けられ、吸水性材料及び接着性材料を含有する被覆部と、を備え、
前記芯部の前記側面は、８０％以上の領域が前記被覆部によって覆われており、
前記芯部の前記第１の底面は、８０％以上の領域が、前記被覆部によって覆われることなく露出していることを特徴とする吸水処理材。
- 請求項１に記載の吸水処理材において、
前記芯部の前記側面は、９０％以上の領域が前記被覆部によって覆われている吸水処理材。 - 請求項２に記載の吸水処理材において、
前記芯部の前記側面は、全体が前記被覆部によって覆われている吸水処理材。 - 請求項１乃至３の何れかに記載の吸水処理材において、
前記被覆部は、前記側面上において連続的に設けられている吸水処理材。 - 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の底面は、９０％以上の領域が、前記被覆部によって覆われることなく露出している吸水処理材。 - 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の底面は、全体が、前記被覆部によって覆われることなく露出している吸水処理材。 - 請求項１乃至５の何れかに記載の吸水処理材において、
前記側面と前記第１の底面との境界は、前記被覆部によって覆われている吸水処理材。 - 請求項１乃至７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２の底面は、８０％以上の領域が、前記被覆部によって覆われることなく露出している吸水処理材。 - 請求項８に記載の吸水処理材において、
前記芯部の前記第２の底面は、９０％以上の領域が、前記被覆部によって覆われることなく露出している吸水処理材。 - 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の底面は、全体が、前記被覆部によって覆われることなく露出している吸水処理材。 - 請求項１乃至９の何れかに記載の吸水処理材において、
前記側面と前記第２の底面との境界は、前記被覆部によって覆われている吸水処理材。 - 側面並びに第１及び第２の底面を有する略円柱状の吸水性を有する芯部を形成する芯部形成工程と、
前記芯部を覆うように、吸水性材料及び接着性材料を含有する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、前記芯部の前記側面の８０％以上の領域が前記被覆部によって覆われるとともに、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によって覆われることなく露出するように、前記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。
- 請求項１２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９０％以上の領域が前記被覆部によって覆われるように、前記被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。 - 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、前記芯部の前記側面の全体が前記被覆部によって覆われるように、前記被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。 - 請求項１２乃至１４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、前記側面上において連続的な前記被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。 - 請求項１２乃至１５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９０％以上の領域が前記被覆部によって覆われることなく露出するように、前記被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。 - 請求項１６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の底面の全体が前記被覆部によって覆われることなく露出するように、前記被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。 - 請求項１２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、前記側面と前記第１の底面との境界が前記被覆部によって覆われるように、前記被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。 - 請求項１２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、前記芯部の前記第２の底面の８０％以上の領域が前記被覆部によって覆われることなく露出するように、前記被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。 - 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、前記芯部の前記第２の底面の９０％以上の領域が前記被覆部によって覆われることなく露出するように、前記被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。 - 請求項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の底面の全体が前記被覆部によって覆われることなく露出するように、前記被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。 - 請求項１２乃至２０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、前記側面と前記第２の底面との境界が前記被覆部によって覆われるように、前記被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。 - 請求項１２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、
前記芯部形成工程においては、押出造粒により前記芯部を形成する吸水処理材の製造方法。 - 請求項１２乃至２３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は、
前記芯部に被覆材料を付着させる付着工程と、
前記付着工程よりも後に、前記芯部の端部を切除する切除工程と、を含む吸水処理材の製造方法。 - 請求項２４に記載の吸水処理材の製造方法において、
前記付着工程においては、前記芯部の周囲全体に前記被覆材料を付着させる吸水処理材の製造方法。
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