JP6317265B2 - 分離装置、及び吸水処理材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、分離装置、及びそれを用いた吸水処理材の製造方法に関する。

従来の分離装置としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。同文献に記載の分離装置においては、まず、外装材の内部に吸水性部材が装填されてなる紙おむつ等の不良品が、切断機によって所定のサイズに切断される。次に、切断された切断品が、気流輸送により分離機に送り込まれる。

分離機は、自軸周りに回転可能に設けられた回転軸と、当該回転軸を囲繞するとともに同心で逆方向に回転可能に設けられた筒状網体とを有している。回転軸には、放射状に複数の撹拌ロッドが設けられている。この分離機に送り込まれた切断品は、互いに反対方向に回転する回転軸及び筒状網体によって、外装材と吸水性部材とに分離される。この吸水性部材は、筒状網体の網目によって篩い分けられる。

特開平８−１１７６８８号公報

このように、上記分離装置によれば、紙おむつ等の不良品から、吸水性樹脂等を分離することができる。しかしながら、従来の分離装置には、分離効率の面で向上の余地があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、分離効率の高い分離装置、及びそれを用いた吸水処理材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明による分離装置は、第１の材料と上記第１の材料に付着した第２の材料とを含む処理対象物を細断する第１の細断部と、上記第１の細断部によって細断された上記処理対象物を叩打する第１の叩打部材を有し、当該第１の叩打部材によって上記処理対象物を叩打することにより、上記第１の材料からの上記第２の材料の解離を促す第１の叩解部と、上記第１の叩解部によって叩打された上記処理対象物に含まれる上記第１の材料を通過させずに上記第２の材料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、上記第１の叩解部によって叩打された上記処理対象物が収容された状態で上記第１の筒状部を回転させることにより、当該処理対象物から上記第１の孔を通過した上記第２の材料を分離する第１の分離部と、を備えることを特徴とする。

この分離装置において、第１の材料とそれに付着した第２の材料とを含む処理対象物は、第１の細断部によって細断される。第１の細断部によって細断された処理対象物は、第１の叩解部に送られる。第１の叩解部においては、第１の叩打部材によって処理対象物が叩打される。第１の叩解部によって叩打された処理対象物は、第１の分離部に送られる。第１の分離部においては、第１の筒状部が回転することにより、第１の材料から解離した第２の材料が、第１の孔を通じて第１の筒状部の外に排出される。これにより、処理対象物から第２の材料が分離される。

このように、本発明の分離装置においては、第１の分離部による分離に先立って、第１の叩解部による叩打が行われる。この叩打によって第１の材料からの第２の材料の解離が促される。これにより、第１の分離部において処理対象物から第２の材料が分離されやすくなるため、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。

本発明によれば、分離効率の高い分離装置、及びそれを用いた吸水処理材の製造方法が実現される。

本発明による分離装置の一実施形態を示す構成図である。 図１の分離装置における叩解部２０を示す断面図である。 図１の分離装置における叩解部２０を示す断面図である。 図１の分離装置における分離部３０を示す側面図である。 図４のV−V線に沿った断面の構造を説明するための図である。 図１の分離装置における叩解部５０を示す断面図である。 図１の分離装置における叩解部５０を示す断面図である。 図１の分離装置における分離部６０を示す側面図である。 図８のIX−IX線に沿った断面の構造を説明するための図である。 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。 一変形例に係る叩打部材２２を示す平面図である。 一変形例に係る叩打部材５２を示す平面図である。 他の変形例に係る叩打部材２２を示す側面図である。 他の変形例に係る叩打部材５２を示す側面図である。 図５に示した突条３４の変形例を説明するための図である。

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、本発明による分離装置の一実施形態を示す構成図である。分離装置１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。処理対象物は、例えば、不良品としての衛生用品である。衛生用品としては、例えば、紙おむつ、生理用ナプキン、尿取りパッド等が挙げられる。本実施形態においては、処理対象物が紙おむつ、第１の材料がプラスチック、第２の材料が吸水性ポリマー（高吸水性ポリマーも含む）である場合を例にとって説明する。

分離装置１は、細断部１０（第１の細断部）、叩解部２０（第１の叩解部）、分離部３０（第１の分離部）、細断部４０（第２の細断部）、叩解部５０（第２の叩解部）、及び分離部６０（第２の分離部）を備えている。

細断部１０は、プラスチックとプラスチックに付着した吸水性ポリマーとを含む紙おむつを細断する。細断部１０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１０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、５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。

図２及び図３を参照しつつ、叩解部２０の構造を説明する。叩解部２０は、叩打部材２２（第１の叩打部材）、回転軸２４（第１の回転軸）及び収容部２６（第１の収容部）を有している。叩打部材２２は、細断部１０によって細断された紙おむつを叩打する。具体的には、叩打部材２２は、板状をしており、その板面で紙おむつを叩打する。

回転軸２４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。回転軸２４の中心軸は、水平である。当該中心軸に平行及び垂直な断面が、それぞれ図２及び図３に示されている。上述の叩打部材２２は、回転軸２４の周囲に取り付けられている。本実施形態においては、複数の叩打部材２２が設けられている。図２からわかるように、叩打部材２２は、回転軸２４の中心軸に沿って複数箇所（本実施形態においては５箇所）に設けられている。また、図３からわかるように、各箇所において、複数（本実施形態においては８つ）の叩打部材２２が回転軸２４の周囲に放射状に取り付けられている。各叩打部材２２は、その厚さ方向が上記中心軸と直交するように配置されている。回転軸２４の外径は、例えば、１５ｃｍ以上２５ｃｍ以下である。

収容部２６は、略円筒状をしており、叩打部材２２及び回転軸２４を包囲するように設けられている。収容部２６の中心軸は、回転軸２４の中心軸に一致する。収容部２６には、細断部１０によって細断された紙おむつが収容される。収容部２６の内径は、例えば、３０ｃｍ以上５０ｃｍ以下である。また、収容部２６の内周面と叩打部材２２の先端との間隔は、例えば、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

叩解部２０は、叩打部材２２によって紙おむつを叩打することにより、プラスチックからの吸水性ポリマーの解離を促す。詳細には、細断部１０によって細断された紙おむつが収容部２６に収容された状態で、回転軸２４を回転させる。すると、回転軸２４と共に回転する叩打部材２２が紙おむつを繰り返し叩打し、その打撃力等によりプラスチックからの吸水性ポリマーの解離が促される。このとき、吸水性ポリマーの一部は、プラスチックから完全に解離する。このようにして紙おむつから分離された吸水性ポリマーは、図示しない排出手段により、叩解部２０の外に排出される。

図４及び図５を参照しつつ、分離部３０の構造を説明する。図４は、分離部３０を示す側面図である。図５は、図４のV−V線に沿った断面の構造を説明するための図である。分離部３０は、ドラム３２（第１の筒状部）を有している。ドラム３２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３２の中心軸は、水平である。ドラム３２の内径は、例えば、３０ｃｍ以上５０ｃｍ以下である。

ドラム３２には、多数の孔３２ａ（第１の孔）が形成されている。孔３２ａは、ドラム３２の略全体にわたって形成されている。孔３２ａは、叩解部２０によって叩打された紙おむつに含まれるプラスチックは通過させないが、吸水性ポリマーは通過させる。孔３２ａの径は、例えば、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。分離部３０は、叩解部２０によって叩打された紙おむつが収容された状態でドラム３２を回転させることにより、紙おむつから、孔３２ａを通過した吸水性ポリマーを分離する。

ドラム３２の内周面上には、突条３４（第１の突条）が設けられている。突条３４は、ドラム３２の中心軸方向に延在している。突条３４は、ドラム３２の入口側（図４の左側）から出口側（図４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３４は、断面が略三角形である。突条３４の高さ（ドラム３２の径方向の長さ）は、例えば、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。突条３４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３４は、ドラム３２の内周面上に等間隔で配設されている。すなわち、ドラム３２の中心軸に垂直な断面（図５に示す断面）において、１つの突条３４と中心軸とを結んだ線分と、その隣の突条３４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３２の内部には、回転ロッド３６及びスクリュー部材３８が設けられている。回転ロッド３６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３６の中心軸は、ドラム３２の中心軸に一致する。ただし、回転ロッド３６は、ドラム３２とは独立して回転する。回転ロッド３６の外径は、例えば、１５ｃｍ以上２５ｃｍ以下である。

回転ロッド３６の周囲には、螺旋を描くようにスクリュー部材３８が設けられている。スクリュー部材３８は、回転ロッド３６に固定されており、回転ロッド３６と一緒に回転する。スクリュー部材３８には、複数の歯３９が形成されている。歯３９の端部は、正面視（図５参照）で、辺３９ａ及び辺３９ｂによって構成されている。

辺３９ａは、ドラム３２及び回転ロッド３６の径方向に延びている。辺３９ａの内端（回転ロッド３６に近い方の端）は、回転ロッド３６から離間した位置に存在する。同様に、辺３９ａの外端（ドラム３２に近い方の端）は、ドラム３２から離間した位置に存在する。辺３９ａの外端とドラム３２の内周面との間隔は、例えば１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。ただし、当該間隔は、突条３４の高さよりも大きく設定される。辺３９ｂは、辺３９ａの外端と、隣の歯３９の辺３９ａの内端とを結んでいる。辺３９ｂは、辺３９ａよりも長い。辺３９ｂの長さの辺３９ａ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３６及びスクリュー部材３８は、図５において左回り（反時計回り）に回転する。つまり、歯３９においては、辺３９ｂが回転方向の前方に位置し、辺３９ａが回転方向の後方に位置している。上述のドラム３２の回転方向は、回転ロッド３６及びスクリュー部材３８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３６及びスクリュー部材３８の回転速度は、ドラム３２の回転速度よりも大きいことが好ましい。

細断部４０は、分離部３０によって孔３２ａを通過した吸水性ポリマーが分離された紙おむつを細断する。細断部４０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４０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５０ｍｍ以下である。

図６及び図７を参照しつつ、叩解部５０の構造を説明する。叩解部５０は、叩打部材５２（第２の叩打部材）、回転軸５４（第２の回転軸）及び収容部５６（第２の収容部）を有している。叩打部材５２は、細断部４０によって細断された紙おむつを叩打する。具体的には、叩打部材５２は、板状をしており、その板面で紙おむつを叩打する。

回転軸５４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。回転軸５４の中心軸は、水平である。当該中心軸に平行及び垂直な断面が、それぞれ図６及び図７に示されている。上述の叩打部材５２は、回転軸５４の周囲に取り付けられている。本実施形態においては、複数の叩打部材５２が設けられている。図６からわかるように、叩打部材５２は、回転軸５４の中心軸に沿って複数箇所（本実施形態においては５箇所）に設けられている。また、図７からわかるように、各箇所において、複数（本実施形態においては８つ）の叩打部材５２が回転軸５４の周囲に放射状に取り付けられている。各叩打部材５２は、その厚さ方向が上記中心軸と直交するように配置されている。回転軸５４の外径は、例えば、１５ｃｍ以上２５ｃｍ以下である。

収容部５６は、略円筒状をしており、叩打部材５２及び回転軸５４を包囲するように設けられている。収容部５６の中心軸は、回転軸５４の中心軸に一致する。収容部５６には、細断部４０によって細断された紙おむつが収容される。収容部５６の内径は、例えば、３０ｃｍ以上５０ｃｍ以下である。また、収容部５６の内周面と叩打部材５２の先端との間隔は、上述の収容部２６の内周面と叩打部材２２の先端との間隔よりも小さく、例えば５ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。

叩解部５０は、叩打部材５２によって紙おむつを叩打することにより、プラスチックからの吸水性ポリマーの解離を促す。詳細には、細断部４０によって細断された紙おむつが収容部５６に収容された状態で、回転軸５４を回転させる。すると、回転軸５４と共に回転する叩打部材５２が紙おむつを繰り返し叩打し、その打撃力等によりプラスチックからの吸水性ポリマーの解離が促される。このとき、吸水性ポリマーの一部は、プラスチックから完全に解離する。このようにして紙おむつから分離された吸水性ポリマーは、図示しない排出手段により、叩解部５０の外に排出される。

図８及び図９を参照しつつ、分離部６０の構造を説明する。図８は、分離部６０を示す側面図である。図９は、図８のIX−IX線に沿った断面の構造を説明するための図である。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、叩解部５０によって叩打された紙おむつに含まれるプラスチックは通過させないが、吸水性ポリマーは通過させる。孔６２ａの径は、例えば、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。分離部６０は、叩解部５０によって叩打された紙おむつが収容された状態でドラム６２を回転させることにより、紙おむつから、孔６２ａを通過した吸水性ポリマーを分離する。

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８の左側）から出口側（図８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、上述の突条３４の高さよりも小さく、例えば３ｍｍ以上１０ｍｍ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９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９参照）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の内周面との間隔は、上述の辺３９ａの外端とドラム３２の内周面との間隔よりも小さく、例えば５ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。ただし、辺６９ａの外端とドラム６２の内周面との間隔は、突条６４の高さよりも大きく設定される。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９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。

続いて、分離装置１の動作を説明する。処理対象物である紙おむつは、まず、細断部１０によって細断される。細断部１０によって細断された紙おむつは、叩解部２０に移送される。移送には、例えば、ベルトコンベア又はスクリューコンベアを用いることができる。叩解部２０に移送された紙おむつは、収容部２６内に収容された状態で、回転軸２４と共に回転する叩打部材２２によって叩打される。これにより、プラスチックからの吸水性ポリマーの解離が促される。

叩解部２０によって叩打された紙おむつは、分離部３０に移送される。分離部３０に移送された紙おむつは、回転するスクリュー部材３８によって、ドラム３２の入口側（図４の左側）から出口側（図４の右側）へと押し出される。その間、ドラム３２の回転による遠心力等により、プラスチックから解離した吸水性ポリマーが孔３２ａを通じてドラム３２の外に排出される。これにより、紙おむつから吸水性ポリマーの一部が分離される。なお、本実施形態のように処理対象物が紙おむつである場合、吸水性ポリマーと共にフラッフパルプも分離される。

分離部３０による分離が行われた後の紙おむつは、細断部４０に移送され、更に細断される。細断部４０によって細断された紙おむつは、叩解部５０に移送される。叩解部５０に移送された紙おむつは、収容部５６内に収容された状態で、回転軸５４と共に回転する叩打部材５２によって叩打される。これにより、プラスチックからの吸水性ポリマーの解離が促される。

叩解部５０によって叩打された紙おむつは、分離部６０に移送される。分離部６０に移送された紙おむつは、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８の左側）から出口側（図８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、プラスチックから解離した吸水性ポリマーが孔６２ａを通じてドラム６２の外に排出される。これにより、紙おむつから残りの吸水性ポリマーが分離される。

図１０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７０は、液体を吸収する吸水処理材であり、粒状芯部７２（造粒物）及び被覆層部７４を備えている。吸水処理材７０は、例えば、猫や犬等の愛玩動物用の排泄物処理材である。

粒状芯部７２は、粒状に成形されている。粒状芯部７２の形状としては、例えば、球、楕円体、円柱が挙げられる。粒状芯部７２は、尿等の液体を吸水及び保水する機能を有する。粒状芯部７２の材料としては、上述の分離装置１を用いて紙おむつから得られたプラスチック（すなわち、吸水性ポリマー及びフラッフパルプが分離されたプラスチック）が用いられている。粒状芯部７２は、当該プラスチックのみから構成されていてもよいし、当該プラスチック以外の材料を含んで構成されていてもよい。

被覆層部７４は、粒状芯部７２を覆っている。被覆層部７４は、粒状芯部７２の表面の全体を覆っていてもよいし、粒状芯部７２の表面の一部のみを覆っていてもよい。この被覆層部７４は、使用時に尿等の液体を吸収した吸水処理材７０どうしを付着させて固まりにする機能を有する。被覆層部７４の材料（被覆材料）としては、例えば、紙粉及び吸水性ポリマー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７０の製造方法の一例を説明する。この製造方法は、分離工程、造粒工程、被覆工程、分粒工程及び乾燥工程を含んでいる。分離工程においては、分離装置１を用いて、紙おむつに含まれるプラスチックと吸水性ポリマーとを分離する。

造粒工程においては、分離工程において得られたプラスチックを含む被造粒材料を造粒する。造粒には、例えば押出造粒機を用いることができる。このとき、必要に応じて、造粒前の被造粒材料に対する加水が行われる。これにより、粒状芯部７２が得られる。

被覆工程においては、造粒工程において形成された粒状芯部７２の表面に被覆材料を付着させる。被覆材料は、分離工程において得られた吸水性ポリマーを含んでいることが好ましい。被覆材料の付着は、例えば、コーティング装置を用いた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７４が得られる。

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。これにより、所定の規格を満たす吸水処理材のみが抽出される。

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。乾燥により、粒状芯部７２の含水率を適宜調整する。これにより、粒状芯部７２の水分が被覆層部７４に遷移して吸水能力が低下してしまうのを防ぐとともに、吸水処理材７０の保存時にカビ等が発生するのを防ぐことができる。

本実施形態の効果を説明する。本実施形態においては、分離部３０による分離に先立って、叩解部２０による叩打が行われる。この叩打によってプラスチックからの吸水性ポリマーの解離が促される。すなわち、叩解部２０による叩打は、吸水性ポリマーの一部をプラスチックから解離させ、それによりプラスチックに対する吸水性ポリマーの付着量を減らす。このことは、分離部３０の処理負担の軽減に資する。さらに、叩解部２０においてプラスチックから解離しきれなかった吸水性ポリマーについても、叩打の打撃力等によりプラスチックに対する付着力が低下し、解離しやすい状態となっている。これにより、分離部３０において紙おむつから吸水性ポリマーが分離されやすくなるため、分離効率が向上する。

このように分離効率に優れた分離装置１は、本実施形態のように処理対象物が紙おむつ等の衛生用品である場合に、特に有用である。かかる衛生用品においては、シート状のプラスチックに粒子状の吸水性ポリマーが付着しているという構造上、吸水性ポリマーを分離しにくく、従来の分離装置では充分な分離効率が得られなかったからである。

叩解部２０に関し、叩打部材２２は、回転軸２４の周囲に取り付けられている。かかる構成により、回転軸２４と共に叩打部材２２を回転させることができる。これにより、叩打部材２２による紙おむつの叩打を効率良く行うことができる。

叩解部２０には、回転軸２４の周囲に放射状に取り付けられた複数の叩打部材２２が設けられている。これにより、回転軸２４が１回転する間に複数の叩打部材２２によって紙おむつが叩打されるため、叩打部材２２による紙おむつの叩打を一層効率良く行うことができる。

叩打部材２２は、板状をしており、その板面で紙おむつを叩打するように構成されている。このように叩打部材２２の板面で叩打することにより、紙おむつに対して強い打撃力を与えることができる。

叩解部２０には、叩打部材２２及び回転軸２４を包囲するように収容部２６が設けられている。このため、叩打部材２２によって叩打された紙おむつの一部は、収容部２６の内周面に擦りつけられることになる。これにより、叩解部２０においては、叩打部材２２によって叩打される際に紙おむつに働く打撃力に加え、収容部２６の内周面に擦りつけられる際に紙おむつに働く摩擦力もまた、プラスチックからの吸水性ポリマーの解離に寄与する。また、紙おむつの一部は、叩打部材２２によって叩き飛ばされて、収容部２６の内周面等に衝突する。この際に紙おむつに働く衝撃力も、プラスチックからの吸水性ポリマーの解離に寄与する。

分離部３０に関し、ドラム３２には、突条３４が設けられている。突条３４が設けられていない場合、重力の影響により、紙おむつはドラム３２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３２内の紙おむつは、突条３４により掬い上げられることにより、ドラム３２の上部に達し易くなる。かかる掬い上げ作用により、紙おむつは、ドラム３２の内周面の広範囲に行き渡るようになるため、分離部３０による分離が促進される。また、紙おむつがドラム３２の上部から落下する際の衝撃により、プラスチックからの吸水性ポリマーの解離が促される。さらに、突条３４は紙おむつがスクリュー部材３８により前方に押し出される際の障害になるため、紙おむつがドラム３２内に滞留する時間が長くなる。これにより、紙おむつから、より多くの吸水性ポリマーを分離することができる。

ドラム３２の内部には、スクリュー部材３８が設けられている。スクリュー部材３８によって押し出される際、ドラム３２内の紙おむつの一部は、ドラム３２の内周面に擦りつけられることになる。その際の摩擦力によっても、プラスチックからの吸水性ポリマーの解離が促される。また、突条３４が設けられているため、紙おむつは、突条３４に引っ掛かった状態で、ドラム３２の内周面に擦りつけられる場合がある。その場合、力が逃げにくくなるため、紙おむつが受ける摩擦力が増大し、それによりプラスチックからの吸水性ポリマーの解離が一層促される。

スクリュー部材３８は、回転方向（回転ロッド３６の接線方向）とのなす角度が略直角である辺３９ａではなく、その角度が鈍角である辺３９ｂを前方として回転する（図５参照）。これにより、スクリュー部材３８の歯３９に紙おむつが過度に引っ掛かるのを防ぐことができる。

本実施形態においては、細断部１０による細断、叩解部２０による叩解及び分離部３０による分離の後に、細断部４０による細断、叩解部５０による叩解及び分離部６０による分離が行われる。このように細断、叩解及び分離を２回ずつ行うことにより、分離効率が一層向上する。

叩解部５０に関し、叩打部材５２は、回転軸５４の周囲に取り付けられている。かかる構成により、回転軸５４と共に叩打部材５２を回転させることができる。これにより、叩打部材５２による紙おむつの叩打を効率良く行うことができる。

叩解部５０には、回転軸５４の周囲に放射状に取り付けられた複数の叩打部材５２が設けられている。これにより、回転軸５４が１回転する間に複数の叩打部材５２によって紙おむつが叩打されるため、叩打部材５２による紙おむつの叩打を一層効率良く行うことができる。

叩打部材５２は、板状をしており、その板面で紙おむつを叩打するように構成されている。このように叩打部材５２の板面で叩打することにより、紙おむつに対して強い打撃力を与えることができる。

叩解部５０には、叩打部材５２及び回転軸５４を包囲するように収容部５６が設けられている。このため、叩打部材５２によって叩打された紙おむつの一部は、収容部５６の内周面に擦りつけられることになる。これにより、叩解部５０においては、叩打部材５２によって叩打される際に紙おむつに働く打撃力に加え、収容部５６の内周面に擦りつけられる際に紙おむつに働く摩擦力もまた、プラスチックからの吸水性ポリマーの解離に寄与する。また、紙おむつの一部は、叩打部材５２によって叩き飛ばされて、収容部５６の内周面等に衝突する。この際に紙おむつに働く衝撃力も、プラスチックからの吸水性ポリマーの解離に寄与する。

収容部５６の内周面と叩打部材５２の先端との間隔は、収容部２６の内周面と叩打部材２２の先端との間隔よりも小さい。すなわち、比較的大きな紙おむつ片を処理する叩解部２０においては収容部２６と叩打部材２２との間隔が比較的大きく、比較的小さな紙おむつ片を処理する叩解部５０においては収容部５６と叩打部材５２との間隔が比較的小さい。このように処理対象物の大きさに応じて上記間隔を設定することにより、何れの叩解部においても、処理対象物に対して適度な摩擦力を与えることができる。ただし、収容部５６の内周面と叩打部材５２の先端との間隔を収容部２６の内周面と叩打部材２２の先端との間隔よりも小さくすることは、必須でない。

分離部６０に関し、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、紙おむつはドラム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内の紙おむつは、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。かかる掬い上げ作用により、紙おむつは、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、紙おむつがドラム６２の上部から落下する際の衝撃により、プラスチックからの吸水性ポリマーの解離が促される。さらに、突条６４は紙おむつがスクリュー部材６８により前方に押し出される際の障害になるため、紙おむつがドラム６２内に留する時間が長くなる。これにより、紙おむつから、より多くの吸水性ポリマーを分離することができる。

突条６４の高さは、突条３４の高さよりも小さい。すなわち、比較的大きな紙おむつ片を処理する分離部３０においては突条３４の高さが比較的大きく、比較的小さな紙おむつ片を処理する分離部６０においては突条６４の高さが比較的小さい。このように処理対象物の大きさに応じて突条の高さを設定することにより、何れの分離部においても、突条による処理対象物の掬い上げ作用を充分に発揮させることができる。ただし、突条６４の高さを突条３４の高さよりも小さくすることは、必須でない。

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。スクリュー部材６８によって押し出される際、ドラム６２内の紙おむつの一部は、ドラム６２の内周面に擦りつけられることになる。その際の摩擦力によっても、プラスチックからの吸水性ポリマーの解離が促される。また、突条６４が設けられているため、紙おむつは、突条６４に引っ掛かった状態で、ドラム６２の内周面に擦りつけられる場合がある。その場合、力が逃げにくくなるため、紙おむつが受ける摩擦力が増大し、それによりプラスチックからの吸水性ポリマーの解離が一層促される。

辺６９ａの外端とドラム６２の内周面との間隔は、辺３９ａの外端とドラム３２の内周面との間隔よりも小さい。すなわち、比較的大きな紙おむつ片を処理する分離部３０においては辺３９ａの外端とドラム３２の内周面との間隔が比較的大きく、比較的小さな紙おむつ片を処理する分離部６０においては辺６９ａの外端とドラム６２の内周面との間隔が比較的小さい。このように処理対象物の大きさに応じて上記間隔を設定することにより、何れの分離部においても、処理対象物に対して適度な摩擦力を与えることができる。ただし、辺６９ａの外端とドラム６２の内周面との間隔を辺３９ａの外端とドラム３２の内周面との間隔よりも小さくすることは、必須でない。

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９参照）。これにより、スクリュー部材６８の歯６９に紙おむつが過度に引っ掛かるのを防ぐことができる。

吸水処理材７０においては、粒状芯部７２の材料として、分離工程において得られたプラスチックが用いられている。これにより、紙おむつの不良品ないし廃棄物を有効活用し、プラスチックの調達コストを削減することができる。また、分離工程においては上述のとおり分離効率に優れた分離装置１を用いているため、粒状芯部７２に混入する不純物（紙おむつから分離しきれなかった吸水性ポリマー及びフラッフパルプ）の割合を小さく抑えることができる。

被覆層部７４の材料として、分離工程において得られた吸水性ポリマーを用いる場合、紙おむつの不良品ないし廃棄物を有効活用し、吸水性ポリマーの調達コストを削減することができる。

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、細断、叩解及び分離を２回ずつ行う例を示した。しかし、細断、叩解及び分離は、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例示した各数値は、処理対象物の大きさ等に応じて適宜設定されるものであることは言うまでもない。例えば、処理対象物が生理用ナプキン又は尿取りパッドである場合、細断部１０のスクリーンの穴径は３０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、細断部４０のスクリーンの穴径は１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることができる。

上記実施形態において、叩打部材２２の板面には、図１１に示すように、開口部２２ａ（第１の開口部）が形成されていてもよい。本例においては、複数の開口部２２ａが形成されている。これらの開口部２２ａは、叩打部材２２が回転する際の空気抵抗を低減させるために設けられている。すなわち、叩打部材２２が回転する際、開口部２２ａを通じて空気が逃げるため、叩打部材２２が受ける空気抵抗を低減させることができる。これにより、叩解部２０の消費電力を削減できるとともに、処理対象物が叩打部材２２から受ける風圧を小さく抑えることができる。かかる風圧が大きいと、叩打する前に処理対象物が叩打部材２２の板面から遠ざかってしまうため、叩打部材２２の打撃力を弱める要因となる。したがって、上記風圧を小さく抑えることは、処理対象物に対して強い打撃力を与える上で好ましい。なお、叩打部材２２の略全体又は一部を網状にすることにより、開口部２２ａを形成してもよい。すなわち、その場合、叩打部材２２の網目が開口部２２ａに相当する。叩打部材５２の板面にも、図１２に示すように、同様の開口部５２ａ（第２の開口部）が形成されていてもよい。

上記実施形態において、叩打部材２２の板面には、図１３に示すように、凹凸が形成されていてもよい。すなわち、叩打部材２２の板面（処理対象物を叩打する面）は、凹凸面２２ｂとなっている。図中に矢印で示すように、叩打部材２２及び回転軸２４は、左回り（反時計回り）に回転する。かかる凹凸面２２ｂで叩打することにより、平坦面で叩打する場合よりも強い衝撃を処理対象物に与えることができる。叩打部材５２の板面にも、図１４に示すように、同様の凹凸（凹凸面５２ｂ）が形成されていてもよい。

上記実施形態においては、ドラム３２が円筒状である例を示した。しかし、ドラム３２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３２の中心軸が水平である例を示した。しかし、ドラム３２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３２ａがドラム３２の略全体にわたって形成された例を示した。しかし、孔３２ａは、ドラム３２の一部にのみ形成されていてもよい。また、ドラム３２の略全体又は一部を網状にすることにより、孔３２ａを形成してもよい。すなわち、この場合、ドラム３２の網目が孔３２ａ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３４がドラム３２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３４は、ドラム３２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３４を例示した。しかし、突条３４は、図１５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３２の内周面上に突条３４が４本設けられた例を示した。しかし、突条３４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３２の内周面上に突条３４が設けられた例を示した。しかし、突条３４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３２内に回転ロッド３６及びスクリュー部材３８が設けられた例を示した。しかし、回転ロッド３６及びスクリュー部材３８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、粒状芯部７２及び被覆層部７４からなる複層構造の吸水処理材７０を例示した。しかし、被覆層部７４を設けることは必須でない。すなわち、吸水処理材７０は、粒状芯部７２のみからなる単層構造であってもよい。

１ 分離装置
１０ 細断部（第１の細断部）
２０ 叩解部（第１の叩解部）
２２ 叩打部材（第１の叩打部材）
２２ａ 開口部（第１の開口部）
２２ｂ 凹凸面
２４ 回転軸（第１の回転軸）
２６ 収容部（第１の収容部）
３０ 分離部（第１の分離部）
３２ ドラム（第１の筒状部）
３２ａ 孔（第１の孔）
３４ 突条（第１の突条）
３６ 回転ロッド
３８ スクリュー部材
３９ 歯
４０ 細断部（第２の細断部）
５０ 叩解部（第２の叩解部）
５２ 叩打部材（第２の叩打部材）
５２ａ 開口部（第２の開口部）
５２ｂ 凹凸面
５４ 回転軸（第２の回転軸）
５６ 収容部（第２の収容部）
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
７０ 吸水処理材
７２ 粒状芯部（造粒物）
７４ 被覆層部

Claims (11)

1. プラスチックと前記プラスチックに付着した吸水性ポリマーとを含む紙おむつを細断する第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紙おむつを叩打する第１の叩打部材を有し、当該第１の叩打部材によって前記紙おむつを叩打することにより、前記プラスチックからの前記吸水性ポリマーの解離を促す第１の叩解部と、
   前記第１の叩解部によって叩打された前記紙おむつに含まれる前記プラスチックを通過させずに前記吸水性ポリマー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の叩解部によって叩打された前記紙おむつ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、当該紙おむつから前記第１の孔を通過した前記吸水性ポリマーを分離する第１の分離部と、
   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吸水性ポリマーが分離された前記紙おむつを細断する第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紙おむつを叩打する第２の叩打部材を有し、当該第２の叩打部材によって前記紙おむつを叩打することにより、前記プラスチックからの前記吸水性ポリマーの解離を促す第２の叩解部と、
   前記第２の叩解部によって叩打された前記紙おむつに含まれる前記プラスチックを通過させずに前記吸水性ポリマー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の叩解部によって叩打された前記紙おむつ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、当該紙おむつから前記第２の孔を通過した前記吸水性ポリマーを分離する第２の分離部と、を備え、
   前記第１の叩解部は、第１の回転軸を有し、
   前記第１の回転軸の中心軸に沿った複数箇所の各箇所において、複数の前記第１の叩打部材が、当該第１の回転軸の周囲に放射状に取り付けられており、
   前記各第１の叩打部材は、板状をしており、当該各第１の叩打部材の板面で前記紙おむつを叩打し、
   前記各第１の叩打部材は、前記板面に垂直な方向である当該各第１の叩打部材の厚さ方向が前記中心軸に対して垂直になるように、配置されており、
   前記各第１の叩打部材の前記板面には、第１の開口部が形成されており、
   前記第１の叩解部は、前記複数の第１の叩打部材及び前記第１の回転軸を包囲するように前記第１の筒状部とは別体に設けられ、前記第１の細断部によって細断された前記紙おむつを収容する第１の収容部を有し、
   前記第２の叩解部は、第２の回転軸を有し、
   前記第２の叩打部材は、前記第２の回転軸の周囲に取り付けられており、
   前記第２の叩打部材は、板状をしており、その板面で前記紙おむつを叩打し、
   前記第２の叩解部は、前記第２の叩打部材及び前記第２の回転軸を包囲するように前記第２の筒状部とは別体に設けられ、前記第２の細断部によって細断された前記紙おむつを収容する第２の収容部を有し、
   前記第２の収容部の内周面と前記第２の叩打部材の先端との間隔は、前記第１の収容部の内周面と前記第１の叩打部材の先端との間隔よりも小さいことを特徴とする分離装置。
2. 請求項１に記載の分離装置において、
   前記各第１の叩打部材の前記板面には、凹凸が形成されている分離装置。
3. 請求項１又は２に記載の分離装置において、
   前記第１の分離部は、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の突条を有する分離装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の分離装置において、
   前記第２の叩解部は、複数の前記第２の叩打部材を有し、
   前記複数の第２の叩打部材は、前記第２の回転軸の前記周囲に放射状に取り付けられている分離装置。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の分離装置において、
   前記第２の叩打部材の前記板面には、第２の開口部が形成されている分離装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の分離装置において、
   前記第２の叩打部材の前記板面には、凹凸が形成されている分離装置。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載の分離装置において、
   前記第２の分離部は、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の突条を有する分離装置。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載の分離装置において、
   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分離装置。
9. 液体を吸収する吸水処理材を製造する方法であって、
   請求項１乃至８の何れかに記載の分離装置を用いて前記プラスチックと前記吸水性ポリマーとを分離する分離工程と、
   前記分離工程において得られた前記プラスチックを含む被造粒材料を造粒する造粒工程と、
   を含むことを特徴とする吸水処理材の製造方法。
10. 請求項９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形成された造粒物の表面に被覆材料を付着させることにより、当該造粒物を覆う被覆層部を形成する被覆工程を含む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、
    前記被覆材料は、前記分離工程において得られた前記吸水性ポリマーを含む吸水処理材の製造方法。

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