JP6193977B2 - 吸水処理材及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、人又は動物の排泄物等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。

特許文献１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、廃石膏ボードを破砕して得られた紙片を原料とし、当該紙片を粉砕して得られた棉上解離物を粒状に圧縮造粒したものである。
特許第３７６８２０３号公報

このように廃石膏ボードに由来する紙片を材料として用いることは、材料の調達コストの削減、ひいては排泄物処理材の製造コストの削減に資する。しかしながら、特許文献１の排泄物処理材に用いられている紙片は、廃石膏ボードを破砕しただけのものであるため、そこには大量の石膏が不純物として残留している。かかる大量の不純物の存在は、吸水性能の低下等、排泄物処理材の品質低下を招く要因となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、品質低下を招くことなく低コストで製造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、石膏ボードから石膏を分離して得られた紙粉を材料として含有し、上記紙粉に付着している上記石膏の当該紙粉に対する重量割合は、５％以下であることを特徴とする。

この吸水処理材においては、石膏ボードから石膏を分離して得られた紙粉が材料として用いられている。これにより、廃石膏ボードから紙粉を取得することができるため、材料の調達コストを削減し、ひいては吸水処理材の製造コストを削減することができる。さらに、紙粉に残留した石膏の重量割合は５％以下にすぎないため、吸水処理材の品質低下を防ぐことができる。

また、本発明による吸水処理材の製造方法は、石膏ボードから石膏を分離して紙粉を取得する取得工程と、上記取得工程において取得された上記紙粉を含む材料を造粒する造粒工程と、を含み、上記取得工程においては、上記紙粉に付着している上記石膏の当該紙粉に対する重量割合が５％以下となるように、上記石膏ボードから上記石膏を分離することを特徴とする。

この製造方法においては、石膏ボードから石膏を分離して得られた紙粉が材料として用いられている。これにより、廃石膏ボードから紙粉を取得することができるため、材料の調達コストを削減し、ひいては吸水処理材の製造コストを削減することができる。さらに、紙粉に残留する石膏の重量割合は５％以下にすぎないため、吸水処理材の品質低下を防ぐことができる。

本発明によれば、品質低下を招くことなく低コストで製造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。 分離装置の一実施形態を示す構成図である。 図２の分離装置における分離部４０を示す側面図である。 図３のIV−IV線に沿った断面図である。 図２の分離装置における分離部６０を示す側面図である。 図５のVI−VI線に沿った断面図である。 図２の分離装置における移送路７６を示す断面図である。 図２の分離装置における移送路７８を示す断面図である。 図２の分離装置における移送路８０を示す断面図である。 図４に示した突条４４の変形例を説明するための断面図である。 図７に示した凹凸面７７ａ及び凹凸面７７ｂの変形例を説明するための断面図である。 図７に示した凹凸面７７ａ及び凹凸面７７ｂの変形例を説明するための断面図である。

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。

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、猫や犬等の愛玩動物用の排泄物処理材であって、粒状芯部１０、及び被覆層部２０を備えている。粒状芯部１０は、石膏ボードから石膏を分離して得られた紙粉を材料として含有している。この分離は、後述する分離装置により行われる。

石膏ボードから石膏を完全に分離することは困難であるため、当該紙粉には、多少の石膏が付着している。ただし、吸水処理材１において、上記紙粉に付着している石膏の当該紙粉に対する重量割合は、５％以下である。当該重量割合は、好ましくは３％以下、より好ましくは１％以下である。石膏ボードとしては、廃石膏ボードを用いることが好ましい。

本実施形態において上記紙粉は、主材料として吸水処理材１に含有されている。ここで、主材料とは、吸水処理材１を構成する材料全体の中で占める重量割合が最も高い材料をいう。また、上記紙粉は、後述するように、石膏を半水石膏の状態にした上で石膏ボードから分離して得られたものである。上記紙粉の粒度は、３ｍｍ以下であることが好ましい。

被覆層部２０は、粒状芯部１０を被覆している。被覆層部２０は、粒状芯部１０の表面全体を覆っていてもよいし、粒状芯部１０の表面の一部のみを覆っていてもよい。被覆層部２０は、紙おむつから分離された、フラッフパルプ及び吸水性ポリマー（高吸水性ポリマーを含む。以下同様。）を材料として含有している。

図２は、本実施形態において用いられる分離装置を示す構成図である。分離装置９０は、第１の材料と当該第１の材料に付着した第２の材料とを含む処理対象物を処理することにより、第１の材料から第２の材料を解離させ、処理対象物から第２の材料を分離するものである。本実施形態においては、処理対象物が石膏ボード、第１の材料が紙、第２の材料が石膏である。

分離装置９０は、細断部３０（第１の細断部）、分離部４０（第１の分離部）、細断部５０（第２の細断部）、及び分離部６０（第２の分離部）を備えている。

細断部３０は、石膏ボードを細断する。ここで細断される石膏ボードは、既にある程度細断されたものであってもよい。細断部３０としては、例えば、破砕機又は粉砕機を用いることができる。細断部３０には、スクリーンが設けられている。スクリーンの穴径は、例えば、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

図３及び図４を参照しつつ、分離部４０の構造を説明する。図３は、分離部４０を示す側面図である。図４は、図３のIV−IV線に沿った断面図である。分離部４０は、ドラム４２（第１の筒状部）を有している。ドラム４２は、略円筒状をしており、その中心軸周りに回転可能に設けられている。ドラム４２の中心軸は、水平である。ドラム４２の内径は、例えば、３０ｃｍ以上５０ｃｍ以下である。

ドラム４２には、多数の孔４２ａ（第１の孔）が形成されている。孔４２ａは、ドラム４２の略全体にわたって形成されている。孔４２ａは、細断部３０によって細断された石膏ボードに含まれる紙片は通過させないが、石膏は通過させる。孔４２ａの径は、例えば、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。分離部４０は、細断部３０によって細断された石膏ボードが収容された状態でドラム４２を回転させることにより、石膏ボードから、孔４２ａを通過した石膏を分離する。

ドラム４２の内周面上には、突条４４（第１の突条）が設けられている。突条４４は、ドラム４２の中心軸方向に延在している。突条４４は、ドラム４２の入口側（図３の左側）から出口側（図３の右側）までの経路の略全体にわたって延在している。また、突条４４は、断面が略三角形である。突条４４の高さ（ドラム４２の径方向の長さ）は、例えば、５ｍｍ以上２ｃｍ以下である。突条４４は、ｐ本（ｐ：３以上５以下の整数）設けられることが好ましい。ｐ本の突条４４は、ドラム４２の内周面上に等間隔で配設されている。すなわち、ドラム４２の中心軸に垂直な断面（図４に示す断面）において、１つの突条４４と中心軸とを結んだ線分と、その隣の突条４４と中心軸とを結んだ線分とのなす角度αは、３６０°／ｐに略等しい。本実施形態においては、ｐ＝４、α＝９０°である。

ドラム４２の内部には、回転ロッド４６及びスクリュー部材４８が設けられている。回転ロッド４６は、略円柱状をしており、その中心軸周りに回転可能に設けられている。回転ロッド４６の中心軸は、ドラム４２の中心軸に一致する。ただし、回転ロッド４６は、ドラム４２とは独立して回転する。回転ロッド４６の外径は、例えば、１５ｃｍ以上２５ｃｍ以下である。

回転ロッド４６の周囲には、螺旋を描くようにスクリュー部材４８が設けられている。スクリュー部材４８は、回転ロッド４６に固定されており、回転ロッド４６と一緒に回転する。スクリュー部材４８には、複数の歯４９が形成されている。歯４９の端部は、正面視（図４参照）で、辺４９ａ及び辺４９ｂによって構成されている。

辺４９ａは、ドラム４２及び回転ロッド４６の径方向に延びている。辺４９ａの内端（回転ロッド４６に近い方の端）は、回転ロッド４６から離間した位置に存在する。同様に、辺４９ａの外端（ドラム４２に近い方の端）は、ドラム４２から離間した位置に存在する。辺４９ａの外端とドラム４２の内周面との距離は、突条４４の高さよりも大きく、例えば１ｃｍ以上３ｃｍ以下である。辺４９ｂは、辺４９ａの外端と、隣の歯４９の辺４９ａの内端とを結んでいる。辺４９ｂは、辺４９ａよりも長い。辺４９ｂの長さの辺４９ａの長さに対する比は、例えば、２以上２．５以下である。

回転ロッド４６及びスクリュー部材４８は、図４において左回り（反時計回り）に回転する。つまり、歯４９においては、辺４９ｂが回転方向の前方に位置し、辺４９ａが回転方向の後方に位置している。上述のドラム４２の回転方向は、回転ロッド４６及びスクリュー部材４８の回転方向と同じであってもよいし、反対であってもよい。これらの回転方向が同じである場合、回転ロッド４６及びスクリュー部材４８の回転速度は、ドラム４２の回転速度よりも大きいことが好ましい。

細断部５０は、分離部４０によって孔４２ａを通過した石膏が分離された石膏ボードを細断する。細断部５０としては、例えば、破砕機又は粉砕機を用いることができる。細断部５０には、スクリーンが設けられている。スクリーンの穴径は、例えば、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。

図５及び図６を参照しつつ、分離部６０の構造を説明する。図５は、分離部６０を示す側面図である。図６は、図５のVI−VI線に沿った断面図である。分離部６０は、ドラム６２（第２の筒状部）を有している。ドラム６２は、略円筒状をしており、その中心軸周りに回転可能に設けられている。ドラム６２の中心軸は、水平である。ドラム６２の内径は、例えば、３０ｃｍ以上５０ｃｍ以下である。

ドラム６２には、多数の孔６２ａ（第２の孔）が形成されている。孔６２ａは、ドラム６２の略全体にわたって形成されている。孔６２ａは、細断部５０によって細断された石膏ボードに含まれる紙片は通過させないが、石膏は通過させる。孔６２ａの平面視での面積は、孔４２ａの平面視での面積よりも小さい。孔６２ａの径は、例えば、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。分離部６０は、細断部５０によって細断された石膏ボードが収容された状態でドラム６２を回転させることにより、石膏ボードから、孔６２ａを通過した石膏を分離する。

ドラム６２の内周面上には、突条６４（第２の突条）が設けられている。突条６４は、ドラム６２の中心軸方向に延在している。突条６４は、ドラム６２の入口側（図５の左側）から出口側（図５の右側）までの経路の略全体にわたって延在している。また、突条６４は、断面が略三角形である。突条６４の高さ（ドラム６２の径方向の長さ）は、例えば、５ｍｍ以上２ｃｍ以下である。突条６４は、ｑ本（ｑ：３以上５以下の整数）設けられることが好ましい。ｑ本の突条６４は、ドラム６２の内周面上に等間隔で配設されている。すなわち、ドラム６２の中心軸に垂直な断面（図６に示す断面）において、１つの突条６４と中心軸とを結んだ線分と、その隣の突条６４と中心軸とを結んだ線分とのなす角度βは、３６０°／ｑに略等しい。本実施形態においては、ｑ＝４、β＝９０°である。

ドラム６２の内部には、回転ロッド６６及びスクリュー部材６８が設けられている。回転ロッド６６は、略円柱状をしており、その中心軸周りに回転可能に設けられている。回転ロッド６６の中心軸は、ドラム６２の中心軸に一致する。ただし、回転ロッド６６は、ドラム６２とは独立して回転する。回転ロッド６６の外径は、例えば、１５ｃｍ以上２５ｃｍ以下である。

回転ロッド６６の周囲には、螺旋を描くようにスクリュー部材６８が設けられている。スクリュー部材６８は、回転ロッド６６に固定されており、回転ロッド６６と一緒に回転する。スクリュー部材６８には、複数の歯６９が形成されている。歯６９の端部は、正面視（図６参照）で、辺６９ａ及び辺６９ｂによって構成されている。

辺６９ａは、ドラム６２及び回転ロッド６６の径方向に延びている。辺６９ａの内端（回転ロッド６６に近い方の端）は、回転ロッド６６から離間した位置に存在する。同様に、辺６９ａの外端（ドラム６２に近い方の端）は、ドラム６２から離間した位置に存在する。辺６９ａの外端とドラム６２の内周面との距離は、突条６４の高さよりも大きく、例えば１ｃｍ以上３ｃｍ以下である。辺６９ｂは、辺６９ａの外端と、隣の歯６９の辺６９ａの内端とを結んでいる。辺６９ｂは、辺６９ａよりも長い。辺６９ｂの長さの辺６９ａの長さに対する比は、例えば、２以上２．５以下である。

回転ロッド６６及びスクリュー部材６８は、図６において左回り（反時計回り）に回転する。つまり、歯６９においては、辺６９ｂが回転方向の前方に位置し、辺６９ａが回転方向の後方に位置している。上述のドラム６２の回転方向は、回転ロッド６６及びスクリュー部材６８の回転方向と同じであってもよいし、反対であってもよい。これらの回転方向が同じである場合、回転ロッド６６及びスクリュー部材６８の回転速度は、ドラム６２の回転速度よりも大きいことが好ましい。

分離装置９０には、移送路７６、移送路７８、及び移送路８０が更に設けられている（図２参照）。移送路７６は、ダクト（第１の通風管）であり、細断部３０による細断が行われた後の石膏ボードを風圧によって分離部４０に向けて移送する。移送路７８は、ダクト（第２の通風管）であり、分離部４０による分離が行われた後の石膏ボードを風圧によって細断部５０に向けて移送する。移送路８０は、ダクト（第３の通風管）であり、細断部５０による細断が行われた後の石膏ボードを分離部６０に向けて移送する。

図７を参照しつつ、移送路７６の構造を説明する。図７は、移送路７６を示す断面図である。移送路７６は、第１の方向に延びる部分７６ａ（第１の部分）、第２の方向に延びる部分７６ｂ（第２の部分）、及び第３の方向に延びる部分７６ｃ（第３の部分）を有する。本実施形態において、第１の方向は水平方向、第２の方向は鉛直方向、第３の方向は水平方向である。部分７６ｂは、部分７６ａの下流において部分７６ａに連結されている。部分７６ｃは、部分７６ｂの下流において部分７６ｂに連結されている。これにより、部分７６ａ、部分７６ｂ及び部分７６ｃは、１本のクランク状のダクトを構成している。移送路７６の内径は、例えば、１０ｃｍ以上２０ｃｍ以下である。

部分７６ａと部分７６ｂとの連結部分には、凹凸面７７ａ（第１の凹凸面）が存在する。凹凸面７７ａは、部分７６ａを通って移送されてきた石膏ボードが衝突する位置に設けられている。凹凸面７７ａは、鉛直面に対して略４５°の角度をなしている。凹凸面７７ａとしては、例えば、波型加工又はエンボス加工された板状部材を用いることができる。凹凸面７７ａの材質は、例えばアルミニウムである。

部分７６ｂと部分７６ｃとの連結部分には、凹凸面７７ｂ（第２の凹凸面）が存在する。凹凸面７７ｂは、部分７６ｂを通って移送されてきた石膏ボードが衝突する位置に設けられている。凹凸面７７ｂは、水平面に対して略４５°の角度をなしている。凹凸面７７ｂとしては、例えば、波型加工又はエンボス加工された板状部材を用いることができる。凹凸面７７ｂの材質は、例えばアルミニウムである。

図８を参照しつつ、移送路７８の構造を説明する。図８は、移送路７８を示す断面図である。移送路７８は、第１の方向に延びる部分７８ａ（第１の部分）、第２の方向に延びる部分７８ｂ（第２の部分）、及び第３の方向に延びる部分７８ｃ（第３の部分）を有する。本実施形態において、第１の方向は水平方向、第２の方向は鉛直方向、第３の方向は水平方向である。部分７８ｂは、部分７８ａの下流において部分７８ａに連結されている。部分７８ｃは、部分７８ｂの下流において部分７８ｂに連結されている。これにより、部分７８ａ、部分７８ｂ及び部分７８ｃは、１本のクランク状のダクトを構成している。移送路７８の内径は、例えば、１０ｃｍ以上２０ｃｍ以下である。

部分７８ａと部分７８ｂとの連結部分には、凹凸面７９ａ（第３の凹凸面）が存在する。凹凸面７９ａは、部分７８ａを通って移送されてきた石膏ボードが衝突する位置に設けられている。凹凸面７９ａは、鉛直面に対して略４５°の角度をなしている。凹凸面７９ａとしては、例えば、波型加工又はエンボス加工された板状部材を用いることができる。凹凸面７９ａの材質は、例えばアルミニウムである。

部分７８ｂと部分７８ｃとの連結部分には、凹凸面７９ｂ（第４の凹凸面）が存在する。凹凸面７９ｂは、部分７８ｂを通って移送されてきた石膏ボードが衝突する位置に設けられている。凹凸面７９ｂは、水平面に対して略４５°の角度をなしている。凹凸面７９ｂとしては、例えば、波型加工又はエンボス加工された板状部材を用いることができる。凹凸面７９ｂの材質は、例えばアルミニウムである。

図９を参照しつつ、移送路８０の構造を説明する。図９は、移送路８０を示す断面図である。移送路８０は、第１の方向に延びる部分８０ａ（第１の部分）、第２の方向に延びる部分８０ｂ（第２の部分）、及び第３の方向に延びる部分８０ｃ（第３の部分）を有する。本実施形態において、第１の方向は水平方向、第２の方向は鉛直方向、第３の方向は水平方向である。部分８０ｂは、部分８０ａの下流において部分８０ａに連結されている。部分８０ｃは、部分８０ｂの下流において部分８０ｂに連結されている。これにより、部分８０ａ、部分８０ｂ及び部分８０ｃは、１本のクランク状のダクトを構成している。移送路８０の内径は、例えば、１０ｃｍ以上２０ｃｍ以下である。

部分８０ａと部分８０ｂとの連結部分には、凹凸面８１ａ（第５の凹凸面）が存在する。凹凸面８１ａは、部分８０ａを通って移送されてきた石膏ボードが衝突する位置に設けられている。凹凸面８１ａは、鉛直面に対して略４５°の角度をなしている。凹凸面８１ａとしては、例えば、波型加工又はエンボス加工された板状部材を用いることができる。凹凸面８１ａの材質は、例えばアルミニウムである。

部分８０ｂと部分８０ｃとの連結部分には、凹凸面８１ｂ（第６の凹凸面）が存在する。凹凸面８１ｂは、部分８０ｂを通って移送されてきた石膏ボードが衝突する位置に設けられている。凹凸面８１ｂは、水平面に対して略４５°の角度をなしている。凹凸面８１ｂとしては、例えば、波型加工又はエンボス加工された板状部材を用いることができる。凹凸面８１ｂの材質は、例えばアルミニウムである。

分離装置９０の動作を説明する。処理対象物である石膏ボードは、まず、細断部３０によって細断される。細断部３０によって細断された石膏ボードは、移送路７６を通じて、分離部４０に移送される。分離部４０に移送された石膏ボードは、回転するスクリュー部材４８によって、ドラム４２の入口側（図３の左側）から出口側（図３の右側）へと押し出される。その間、ドラム４２の回転による遠心力等により、紙片から解離した石膏が孔４２ａを通じてドラム４２の外に排出される。これにより、石膏ボードから石膏の一部が分離される。

分離部４０による分離が行われた後の石膏ボードは、移送路７８を通じて、細断部５０に移送され、更に細断される。細断部５０によって細断された石膏ボードは、移送路８０を通じて、分離部６０に移送される。分離部６０に移送された石膏ボードは、回転するスクリュー部材６８によって、ドラム６２の入口側（図５の左側）から出口側（図５の右側）へと押し出される。その間、ドラム６２の回転による遠心力等により、紙片から解離した石膏が孔６２ａを通じてドラム６２の外に排出される。これにより、石膏ボードから残りの石膏が分離される。

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、取得工程、造粒工程、被覆工程、分粒工程、及び乾燥工程を含んでいる。

取得工程は、石膏ボードから石膏を分離して紙粉を取得する工程である。この工程において取得される紙粉に付着している石膏の当該紙粉に対する重量割合は、５％以下となるようにする。

取得工程においては、上述の分離装置９０が用いられる。すなわち、取得工程においては、まず、細断部３０により石膏ボードを細断する（第１の細断工程）。次に、分離部４０において、細断部３０により細断された石膏ボードを収容した状態でドラム４２を回転させることにより、当該石膏ボードから孔４２ａを通過した石膏を分離する（第１の分離工程）。

その後、第１の分離工程において石膏が分離された石膏ボードを細断部５０により更に細断する（第２の細断工程）。次に、分離部６０において、細断部５０により細断された石膏ボードを収容した状態でドラム６２を回転させることにより、当該石膏ボードから孔６２ａを通過した石膏を分離する（第２の分離工程）。このようにして得られた紙片を粉砕機等により更に細断することにより、粒状芯部１０の材料となる紙粉が取得される。

取得工程には、石膏を加熱して半水石膏の状態にする加熱工程が含まれる。加熱工程においては、例えば１００℃〜２００℃程度に石膏を加熱する。加熱時間は、例えば５分〜３０分程度である。

加熱工程は、第１の細断工程と第１の分離工程との間、もしくは第２の細断工程と第２の分離工程との間の一方又は双方において、実行することができる。第１の細断工程と第１の分離工程との間において加熱工程を実行するときは、細断部３０と分離部４０との間に、乾燥機等の加熱部が設けられる（図２参照）。同様に、第２の細断工程と第２の分離工程との間において加熱工程を実行するときは、細断部５０と分離部６０との間に、乾燥機等の加熱部が設けられる。

あるいは、加熱工程は、第１の分離工程もしくは第２の分離工程の一方又は双方において、実行してもよい。第１の分離工程において加熱工程を実行するときは、分離部４０に加熱機能が追加される。同様に、第２の分離工程において加熱工程を実行するときは、分離部６０に加熱機能が追加される。また、加熱工程は、第１の細断工程の前、又は第２の細断工程の前（第１の分離工程と第２の細断工程との間）において、実行してもよい。第１の細断工程の前において加熱工程を実行するときは、細断部３０の前に、乾燥機等の加熱部が設けられる。同様に、第２の細断工程の前において加熱工程を実行するときは、細断部５０の前（分離部４０と細断部５０との間）に、乾燥機等の加熱部が設けられる。

造粒工程は、取得工程において取得された紙粉を含む材料を造粒する工程である。この工程においては、紙粉を含む芯部材料（粒状芯部１０を構成する材料）に加水した後、当該芯部材料を造粒機によって押出造粒する。これにより、粒状芯部１０が得られる。なお、芯部材料は、上記紙粉のみによって構成されてもよいし、上記紙粉と他の材料との混合物によって構成されてもよい。

被覆工程は、造粒工程において造粒された造粒物（粒状芯部１０）を覆うように被覆層部２０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、被覆材料（被覆層部２０を構成する材料）を粒状芯部１０の表面に付着させる。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。これにより、被覆層部２０が得られる。

被覆材料は、紙おむつから分離された、フラッフパルプ及び吸水性ポリマーを含有する。この分離にも、上述の分離装置９０を用いることができる。この場合、処理対象物が紙おむつ、第１の材料がプラスチック、第２の材料がフラッフパルプ及び吸水性ポリマーにあたる。ただし、細断部３０にはスクリーンを設けないことが好ましい。また、孔４２ａの径は１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下、細断部５０のスクリーンの穴径は３０ｍｍ以上７０ｍｍ以下、孔６２ａの径は５ｍｍ以上２０ｍｍ以下とすることが好ましい。

被覆工程には、取得工程において石膏ボードから分離された石膏を被覆材料に添加する添加工程が含まれていてもよい。被覆材料に添加される石膏の被覆材料全体に対する重量割合は、１％以上５％以下であることが好ましい。また、被覆材料に香料を添加してもよい。

分粒工程においては、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、所定の規格を満たす吸水処理材のみを抽出する。

乾燥工程においては、前工程で抽出された吸水処理材を乾燥機で乾燥させる。粒状芯部１０の含水率を適宜調整することにより、粒状芯部１０の水分が被覆層部２０に遷移して吸水性能が低下してしまうのを防ぐとともに、吸水処理材１の保存時にカビ等が発生するのを防ぐことができる。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、石膏ボードから石膏を分離して得られた紙粉が材料として用いられている。これにより、廃石膏ボードから紙粉を取得することができるため、材料の調達コストを削減し、ひいては吸水処理材１の製造コストを削減することができる。さらに、紙粉に残留した石膏の重量割合は５％以下にすぎないため、吸水処理材１の品質低下を防ぐことができる。このため、品質低下を招くことなく低コストで製造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。

これに対して、紙粉に大量の石膏が残留している場合、吸水性能の低下の問題に加えて、製造時に当該紙粉を含む材料を造粒しにくくなるという問題もある。また、製造後の吸水処理材の比重が大きくなるため、運送コストが増大するとともに、ユーザの取扱いの利便性を損なうという問題もある。本実施形態によれば、紙粉に残留する石膏の量が充分に少ないため、これらの問題を回避することができる。また、少量ながらも石膏が含まれているため、吸水処理材１に香料を添加した場合に香料が蒸発しにくくなり、それにより香りの持続時間が長くなる。

特に本実施形態においては、上記紙粉が吸水処理材１に主材料として含有されている。これにより、材料の調達コストの削減効果が顕著となる。

また、上記紙粉は、石膏を半水石膏の状態にした上で石膏ボードから分離して得られたものである。この点、石膏ボードを構成する石膏は、二水石膏の状態にある。二水石膏は針状結晶構造を有するため、石膏ボードにおいては、石膏の針状結晶が紙に突き刺さることにより、石膏と紙とが強固に付着し合っている。これに対し、半水石膏は針状結晶構造を有しないため、石膏と紙との間の付着力は比較的弱い。そのため、半水石膏の状態で分離する場合の方が、二水石膏の状態のままで分離する場合に比して、分離し易いという利点がある。

吸水処理材１は、粒状芯部１０及び被覆層部２０からなる複層構造を有しているところ、被覆層部２０は、紙おむつから分離された、フラッフパルプ及び吸水性ポリマーを材料として含有している。これにより、被覆層部２０の材料も、不良品の紙おむつ等の廃材料から取得することができるため、材料の調達コストの削減に資する。

被覆工程に、取得工程において石膏ボードから分離された石膏を被覆材料に添加する添加工程が含まれる場合、当該石膏を有効に再利用することができる。また、当該石膏は被覆材料の硬化剤として機能するので、被覆層部２０の形成が容易になる。

本実施形態においては、細断部３０による細断及び分離部４０による分離の後に、細断部５０による細断及び分離部６０による分離が行われる。このため、細断及び分離を１回ずつしか行わない場合に比して、分離効率が向上する。ここで、分離効率とは、処理対象物から分離された第２の材料の重量の、処理直前の処理対象物に含まれていた第２の材料の重量に対する割合をいう。

ドラム４２には、突条４４が設けられている。突条４４が設けられていない場合、重力の影響により、石膏ボードはドラム４２の下部に集まりがちになる。これに対し、本実施形態においては、ドラム４２内の石膏ボードは、突条４４により掬い上げられることにより、ドラム４２の上部に達し易くなる。これにより、石膏ボードは、ドラム４２の内周面の広範囲に行き渡るようになるため、分離部４０による分離が促進される。また、石膏ボードがドラム４２の上部から落下する際の衝撃により、紙片からの石膏の解離が促される。さらに、突条４４は石膏ボードがスクリュー部材４８により前方に押し出される際の障害になるため、石膏ボードがドラム４２内に滞留する時間が長くなる。これにより、石膏ボードから、より多くの石膏を分離することができる。

ドラム４２の内部には、スクリュー部材４８が設けられている。ドラム４２内の石膏ボードは、スクリュー部材４８によって、叩かれたり、ドラム４２の内周面に擦りつけられたりする。その衝撃や摩擦力により、紙片からの石膏の解離が促される。また、突条４４が設けられているため、石膏ボードは、突条４４に引っ掛かった状態で、スクリュー部材４８によって、叩かれたり、ドラム４２の内周面に擦りつけられたりする場合がある。その場合、力が逃げにくくなるため、石膏ボードが受ける衝撃や摩擦力が増大し、それにより紙片からの石膏の解離が一層促される。

スクリュー部材４８は、回転方向（回転ロッド４６の接線方向）とのなす角度が略直角である辺４９ａではなく、その角度が鈍角である辺４９ｂを前方として回転する（図４参照）。これにより、スクリュー部材４８の歯４９に石膏ボードが過度に引っ掛かるのを防ぐことができる。

ドラム６２には、突条６４が設けられている。突条６４が設けられていない場合、重力の影響により、石膏ボードはドラム６２の下部に集まりがちになる。これに対し、本実施形態においては、ドラム６２内の石膏ボードは、突条６４により掬い上げられることにより、ドラム６２の上部に達し易くなる。これにより、石膏ボードは、ドラム６２の内周面の広範囲に行き渡るようになるため、分離部６０による分離が促進される。また、石膏ボードがドラム６２の上部から落下する際の衝撃により、紙片からの石膏の解離が促される。さらに、突条６４は石膏ボードがスクリュー部材６８により前方に押し出される際の障害になるため、石膏ボードがドラム６２内に滞留する時間が長くなる。これにより、石膏ボードから、より多くの石膏を分離することができる。

ドラム６２の内部には、スクリュー部材６８が設けられている。ドラム６２内の石膏ボードは、スクリュー部材６８によって、叩かれたり、ドラム６２の内周面に擦りつけられたりする。その衝撃や摩擦力により、紙片からの石膏の解離が促される。また、突条６４が設けられているため、石膏ボードは、突条６４に引っ掛かった状態で、スクリュー部材６８によって、叩かれたり、ドラム６２の内周面に擦りつけられたりする場合がある。その場合、力が逃げにくくなるため、石膏ボードが受ける衝撃や摩擦力が増大し、それにより紙片からの石膏の解離が一層促される。

スクリュー部材６８は、回転方向（回転ロッド６６の接線方向）とのなす角度が略直角である辺６９ａではなく、その角度が鈍角である辺６９ｂを前方として回転する（図６参照）。これにより、スクリュー部材６８の歯６９に石膏ボードが過度に引っ掛かるのを防ぐことができる。

移送路７６は、互いに直交する部分７６ａ及び部分７６ｂを有する（図７参照）。これにより、風圧によって移送される石膏ボードは、部分７６ａと部分７６ｂとの連結部分において、移送路７６の内面に衝突する。その衝撃により、紙片からの石膏の解離が促される。さらに、移送路７６は、部分７６ｂと直交する部分７６ｃを有する。これにより、風圧によって移送される石膏ボードは、部分７６ｂと部分７６ｃとの連結部分においても、移送路７６の内面に衝突する。その衝撃により、紙片からの石膏の解離が促される。

部分７６ａと部分７６ｂとの連結部分には、凹凸面７７ａが存在する。凹凸面７７ａに衝突した石膏ボードは、平坦面に衝突した場合よりも強い衝撃を受ける。このため、紙片からの石膏の解離が一層促される。さらに、部分７６ｂと部分７６ｃとの連結部分には、凹凸面７７ｂが存在する。凹凸面７７ｂに衝突した石膏ボードは、平坦面に衝突した場合よりも強い衝撃を受ける。このため、紙片からの石膏の解離が一層促される。

移送路７８は、互いに直交する部分７８ａ及び部分７８ｂを有する（図８参照）。これにより、風圧によって移送される石膏ボードは、部分７８ａと部分７８ｂとの連結部分において、移送路７８の内面に衝突する。その衝撃により、紙片からの石膏の解離が促される。さらに、移送路７８は、部分７８ｂと直交する部分７８ｃを有する。これにより、風圧によって移送される石膏ボードは、部分７８ｂと部分７８ｃとの連結部分においても、移送路７８の内面に衝突する。その衝撃により、紙片からの石膏の解離が促される。

部分７８ａと部分７８ｂとの連結部分には、凹凸面７９ａが存在する。凹凸面７９ａに衝突した石膏ボードは、平坦面に衝突した場合よりも強い衝撃を受ける。このため、紙片からの石膏の解離が一層促される。さらに、部分７８ｂと部分７８ｃとの連結部分には、凹凸面７９ｂが存在する。凹凸面７９ｂに衝突した石膏ボードは、平坦面に衝突した場合よりも強い衝撃を受ける。このため、紙片からの石膏の解離が一層促される。

移送路８０は、互いに直交する部分８０ａ及び部分８０ｂを有する（図９参照）。これにより、風圧によって移送される石膏ボードは、部分８０ａと部分８０ｂとの連結部分において、移送路８０の内面に衝突する。その衝撃により、紙片からの石膏の解離が促される。さらに、移送路８０は、部分８０ｂと直交する部分８０ｃを有する。これにより、風圧によって移送される石膏ボードは、部分８０ｂと部分８０ｃとの連結部分においても、移送路８０の内面に衝突する。その衝撃により、紙片からの石膏の解離が促される。

部分８０ａと部分８０ｂとの連結部分には、凹凸面８１ａが存在する。凹凸面８１ａに衝突した石膏ボードは、平坦面に衝突した場合よりも強い衝撃を受ける。このため、紙片からの石膏の解離が一層促される。さらに、部分８０ｂと部分８０ｃとの連結部分には、凹凸面８１ｂが存在する。凹凸面８１ｂに衝突した石膏ボードは、平坦面に衝突した場合よりも強い衝撃を受ける。このため、紙片からの石膏の解離が一層促される。

本発明による吸水処理材及びその製造方法は、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。例えば、上記実施形態においては、石膏ボードに由来する紙粉が吸水処理材１に主材料として含まれた例を示した。しかし、当該紙粉は、吸水処理材１に含まれている限り、主材料として含まれていることは必須ではない。

上記実施形態においては、石膏を半水石膏の状態にした上で石膏ボードから分離する例を示した。しかし、石膏は、二水石膏の状態のままで石膏ボードから分離されてもよい。

上記実施形態においては、吸水処理材１が粒状芯部１０及び被覆層部２０からなる複層構造である例を示した。しかし、吸水処理材１は、粒状芯部１０からなる単層構造であってもよい。

上記実施形態においては、細断及び分離を２回ずつ行う例を示した。しかし、細断及び分離は、１回ずつ行ってもよいし、３回以上ずつ行ってもよい。

上記実施形態においては、ドラム４２が円筒状である例を示した。しかし、ドラム４２は、テーパー状であってもよい。ドラム６２についても同様である。

上記実施形態においては、ドラム４２の中心軸が水平である例を示した。しかし、ドラム４２の中心軸は、入口側から出口側に向かって下方に傾いていてもよい。ドラム６２についても同様である。

上記実施形態においては、孔４２ａがドラム４２の略全体にわたって形成された例を示した。しかし、孔４２ａは、ドラム４２の一部にのみ形成されていてもよい。また、ドラム４２の略全体又は一部を網状にすることにより、孔４２ａを形成してもよい。すなわち、この場合、ドラム４２の網目が孔４２ａに相当する。孔６２ａについても同様である。

上記実施形態においては、突条４４がドラム４２の入口側から出口側までの経路の略全体にわたって延在している例を示した。しかし、突条４４は、ドラム４２の入口側から出口側までの経路の一部においてのみ延在していてもよい。突条６４についても同様である。

上記実施形態においては、略三角形の断面を有する突条４４を例示した。しかし、突条４４は、図１０に示すように、平板状であってもよい。突条６４についても同様である。

上記実施形態においては、ドラム４２の内周面上に突条４４が４本設けられた例を示した。しかし、突条４４の本数は、１以上の任意の数にすることができる。突条６４についても同様である。

上記実施形態においては、ドラム４２の内周面上に突条４４が設けられた例を示した。しかし、突条４４を設けることは必須ではない。突条６４についても同様である。

上記実施形態においては、ドラム４２内に回転ロッド４６及びスクリュー部材４８が設けられた例を示した。しかし、回転ロッド４６及びスクリュー部材４８を設けることは必須ではない。回転ロッド６６及びスクリュー部材６８についても同様である。

上記実施形態においては、凹凸面７７ａが鉛直面に対して一定の角度をなしている例を示した。しかし、凹凸面７７ａは、図１１に示すように、鉛直面に沿っていてもよい。また、凹凸面７７ａは、図１２に示すように、移送路７６の内面（部分７６ａを通って移送されてきた石膏ボードが衝突する位置）に突起Ｐ１を設けたものであってもよい。突起Ｐ１の数は１つでもよいし、２つ以上でもよい。凹凸面７９ａ及び凹凸面８１ａについても同様である。

上記実施形態においては、凹凸面７７ｂが水平面に対して一定の角度をなしている例を示した。しかし、凹凸面７７ｂは、図１１に示すように、水平面に沿っていてもよい。また、凹凸面７７ｂは、図１２に示すように、移送路７６の内面（部分７６ｂを通って移送されてきた石膏ボードが衝突する位置）に突起Ｐ２を設けたものであってもよい。突起Ｐ２の数は１つでもよいし、２つ以上でもよい。凹凸面７９ｂ及び凹凸面８１ｂについても同様である。

上記実施形態においては、凹凸面７７ａが設けられた例を示した。しかし、凹凸面７７ａを設けることは必須ではない。凹凸面７９ａ及び凹凸面８１ａについても同様である。

上記実施形態においては、凹凸面７７ｂが設けられた例を示した。しかし、凹凸面７７ｂを設けることは必須ではない。凹凸面７９ｂ及び凹凸面８１ｂについても同様である。

上記実施形態においては、移送路７６が互いに直交する複数の部分によって構成された例を示した（図７参照）。しかし、移送路７６は、一直線状のダクトであってもよい。移送路７８及び移送路８０についても同様である。

上記実施形態においては、分離装置９０を用いて石膏ボードから石膏を分離する例を示した。しかし、石膏ボードからの石膏の分離は、他の装置・方法により行ってもよい。

１ 吸水処理材
１０ 粒状芯部
２０ 被覆層部
３０ 細断部（第１の細断部）
４０ 分離部（第１の分離部）
４２ ドラム（第１の筒状部）
４２ａ 孔（第１の孔）
４４ 突条（第１の突条）
４６ 回転ロッド
４８ スクリュー部材
４９ 歯
５０ 細断部（第２の細断部）
６０ 分離部（第２の分離部）
６２ ドラム（第２の筒状部）
６２ａ 孔（第２の孔）
６４ 突条（第２の突条）
６６ 回転ロッド
６８ スクリュー部材
６９ 歯
７６ 移送路（第１の通風管）
７７ａ 凹凸面（第１の凹凸面）
７７ｂ 凹凸面（第２の凹凸面）
７８ 移送路（第２の通風管）
７９ａ 凹凸面（第３の凹凸面）
７９ｂ 凹凸面（第４の凹凸面）
８０ 移送路（第３の通風管）
８１ａ 凹凸面（第５の凹凸面）
８１ｂ 凹凸面（第６の凹凸面）
９０ 分離装置

Claims (24)

1. 石膏ボードから石膏を分離して紙粉を取得する取得工程と、
   前記取得工程において取得された前記紙粉を含む材料を造粒する造粒工程と、を含み、
   前記取得工程においては、分離装置を用いて、前記紙粉に付着している前記石膏の当該紙粉に対する重量割合が５％以下となるように、前記石膏ボードから前記石膏を分離し、
   前記分離装置は、
   前記石膏ボードを細断する第１の細断部と、
   前記第１の細断部によって細断された前記石膏ボードに含まれる紙片を通過させずに前記石膏を通過させる多数の第１の孔が形成された第１の筒状部を有し、前記第１の細断部によって細断された前記石膏ボードが収容された状態で前記第１の筒状部を回転させることにより、当該石膏ボードから前記第１の孔を通過した前記石膏を分離する第１の分離部と、を有し、
   前記第１の筒状部の内部には、
   当該第１の筒状部の中心軸に一致する中心軸を有し、当該中心軸周りに回転可能な回転ロッドと、
   前記回転ロッドの周囲に螺旋を描くように設けられ、複数の歯が形成されたスクリュー部材と、が設けられていることを特徴とする吸水処理材の製造方法。
2. 請求項１に記載の吸水処理材の製造方法において、
   前記分離装置は、
   前記第１の筒状部の内周面上に設けられ、当該第１の筒状部の中心軸方向に延在する第１の突条を有する吸水処理材の製造方法。
3. 請求項２に記載の吸水処理材の製造方法において、
   前記第１の突条はｐ本（ｐ：３以上５以下の整数）存在し、当該ｐ本の第１の突条は、前記第１の筒状部の前記内周面上に等間隔で配設されている吸水処理材の製造方法。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
   前記分離装置は、
   前記第１の細断部によって細断された前記石膏ボードを、風圧によって前記第１の分離部に向けて移送するための第１の通風管を有し、
   前記第１の通風管は、第１の方向に延びる第１の部分と、前記第１の部分の下流において当該第１の部分に連結され、前記第１の方向と略直交する第２の方向に延びる第２の部分とを有する吸水処理材の製造方法。
5. 請求項４に記載の吸水処理材の製造方法において、
   前記分離装置は、
   前記第１の通風管における前記第１の部分と前記第２の部分との連結部分に存在し、前記第１の部分を通って移送されてきた前記石膏ボードが衝突する第１の凹凸面を有する吸水処理材の製造方法。
6. 請求項４又は５に記載の吸水処理材の製造方法において、
   前記第１の通風管は、前記第２の部分の下流において当該第２の部分に連結され、前記第２の方向と略直交する第３の方向に延びる第３の部分を有する吸水処理材の製造方法。
7. 請求項６に記載の吸水処理材の製造方法において、
   前記分離装置は、
   前記第１の通風管における前記第２の部分と前記第３の部分との連結部分に存在し、前記第２の部分を通って移送されてきた前記石膏ボードが衝突する第２の凹凸面を有する吸水処理材の製造方法。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
   前記分離装置は、
   前記第１の分離部によって前記第１の孔を通過した前記石膏が分離された前記石膏ボードを、風圧によって移送するための第２の通風管を有し、
   前記第２の通風管は、第１の方向に延びる第１の部分と、前記第１の部分の下流において当該第１の部分に連結され、前記第１の方向と略直交する第２の方向に延びる第２の部分とを有する吸水処理材の製造方法。
9. 請求項８に記載の吸水処理材の製造方法において、
   前記分離装置は、
   前記第２の通風管における前記第１の部分と前記第２の部分との連結部分に存在し、前記第１の部分を通って移送されてきた前記石膏ボードが衝突する第３の凹凸面を有する吸水処理材の製造方法。
10. 請求項８又は９に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記第２の通風管は、前記第２の部分の下流において当該第２の部分に連結され、前記第２の方向と略直交する第３の方向に延びる第３の部分を有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、
    前記分離装置は、
    前記第２の通風管における前記第２の部分と前記第３の部分との連結部分に存在し、前記第２の部分を通って移送されてきた前記石膏ボードが衝突する第４の凹凸面を有する吸水処理材の製造方法。
12. 請求項１乃至１１の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記分離装置は、
    前記第１の分離部によって前記第１の孔を通過した前記石膏が分離された前記石膏ボードを細断する第２の細断部と、
    前記第２の細断部によって細断された前記石膏ボードに含まれる前記紙片を通過させずに前記石膏を通過させる多数の第２の孔が形成された第２の筒状部を有し、前記第２の細断部によって細断された前記石膏ボードが収容された状態で前記第２の筒状部を回転させることにより、当該石膏ボードから前記第２の孔を通過した前記石膏を分離する第２の分離部と、を有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、
    前記第２の孔の平面視での面積は、前記第１の孔の平面視での面積よりも小さい吸水処理材の製造方法。
14. 請求項１２又は１３に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記分離装置は、
    前記第２の筒状部の内周面上に設けられ、当該第２の筒状部の中心軸方向に延在する第２の突条を有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、
    前記第２の突条はｑ本（ｑ：３以上５以下の整数）存在し、当該ｑ本の第２の突条は、前記第２の筒状部の前記内周面上に等間隔で配設されている吸水処理材の製造方法。
16. 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、
    前記分離装置は、
    前記第２の細断部によって細断された前記石膏ボードを、風圧によって前記第２の分離部に向けて移送するための第３の通風管を有し、
    前記第３の通風管は、第１の方向に延びる第１の部分と、前記第１の部分の下流において当該第１の部分に連結され、前記第１の方向と略直交する第２の方向に延びる第２の部分とを有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、
    前記分離装置は、
    前記第３の通風管における前記第１の部分と前記第２の部分との連結部分に存在し、前記第１の部分を通って移送されてきた前記石膏ボードが衝突する第５の凹凸面を有する吸水処理材の製造方法。
18. 請求項１６又は１７に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記第３の通風管は、前記第２の部分の下流において当該第２の部分に連結され、前記第２の方向と略直交する第３の方向に延びる第３の部分を有する吸水処理材の製造方法。
19. 請求項１８に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記分離装置は、
    前記第３の通風管における前記第２の部分と前記第３の部分との連結部分に存在し、前記第２の部分を通って移送されてきた前記石膏ボードが衝突する第６の凹凸面を有する吸水処理材の製造方法。
20. 請求項１乃至１９の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記取得工程は、
    前記石膏を加熱して半水石膏の状態にする加熱工程を含む吸水処理材の製造方法。
21. 請求項１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、
    前記造粒工程において造粒された造粒物を被覆材料で被覆する被覆工程を含む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、
    前記被覆材料は、紙おむつから分離された、フラッフパルプ及び吸水性ポリマーを含有する吸水処理材の製造方法。
23. 請求項２１又は２２に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記被覆工程は、
    前記取得工程において前記石膏ボードから分離された前記石膏を前記被覆材料に添加する添加工程を含む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、
    前記被覆材料に添加される前記石膏の当該被覆材料全体に対する重量割合は、１％以上５％以下である吸水処理材の製造方法。

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