JPWO2017104062A1 - 分離装置、及び吸水処理材の製造方法 - Google Patents

Abstract

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。分離装置１は、細断部１０、分離部２０、細断部３０、分離部４０、及び細断部５０を備えている。細断部１０は、吸水性ポリマー、フラッフパルプ及びその他の材料を含む衛生材（紙おむつ）を細断する。分離部２０は、細断部１０によって細断された紙おむつを叩打部材２４で叩打することにより、紙おむつから吸水性ポリマーの一部及びフラッフパルプの一部を分離する。細断部３０は、分離部２０によって吸水性ポリマー及びフラッフパルプが分離された紙おむつを細断する。分離部４０は、細断部３０によって細断された紙おむつを叩打部材４４で叩打することにより、紙おむつから吸水性ポリマーの残り及びフラッフパルプの残りを分離する。細断部５０は、分離部４０によって吸水性ポリマー及びフラッフパルプが分離された紙おむつを細断する。

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、吸水性ポリマー、フラッフパルプ及びその他の材料を含む衛生材を細断する第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衛生材を叩打する第１の叩打部材を有し、当該第１の叩打部材で上記衛生材を叩打することにより、当該衛生材から上記吸水性ポリマーの一部及び上記フラッフパルプの一部を分離する第１の粗分離部と、上記第１の粗分離部によって上記吸水性ポリマーの上記一部及び上記フラッフパルプの上記一部が分離された上記衛生材を細断する第２の細断部と、上記第２の細断部によって細断された上記衛生材を叩打する第２の叩打部材を有し、当該第２の叩打部材で上記衛生材を叩打することにより、当該衛生材から上記吸水性ポリマーの残り及び上記フラッフパルプの残りを分離する第２の粗分離部と、上記第２の粗分離部によって上記吸水性ポリマーの上記残り及び上記フラッフパルプの上記残りが分離された上記衛生材を細断する第３の細断部と、を備えることを特徴とする。

この分離装置において、吸水性ポリマー、フラッフパルプ及びその他の材料を含む衛生材は、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衛生材は、第１の粗分離部に送られる。第１の粗分離部においては、第１の叩打部材によって衛生材が叩打されることにより、衛生材から、吸水性ポリマーの一部及びフラッフパルプの一部が分離される。この衛生材は、第２の細断部によって更に細断される。第２の細断部によって細断された衛生材は、第２の粗分離部に送られる。第２の粗分離部においては、第２の叩打部材によって衛生材が叩打されることにより、衛生材から、吸水性ポリマーの残り及びフラッフパルプの残りが分離される。

このように、本発明の分離装置においては、第１の細断部による細断及び第１の粗分離部による分離の後に、第２及び第３の細断部による細断、並びに第２の粗分離部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。さらに、第１及び第２の粗分離部においては、それぞれ第１及び第２の叩打部材による叩打が行われる。これにより、第１及び第２の粗分離部において吸水性ポリマー及びフラッフパルプ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、衛生材から分離された吸水性ポリマー及びフラッフパルプの重量の、処理直前の衛生材に含まれていた吸水性ポリマー及びフラッフパルプ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分離部２０を示す端面図である。 図１の分離装置における分離部２０を示す端面図である。 分離部２０に設けられたドラム２２を示す側面図である。 図１の分離装置における分離部４０を示す端面図である。 図１の分離装置における分離部４０を示す端面図である。 分離部４０に設けられたドラム４２を示す側面図である。 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。 一変形例に係る分離部２０を示す端面図である。 図９の分離部２０の効果を説明するための図である。 図９の分離部２０の効果を説明するための図である。 一変形例に係る分離部４０を示す端面図である。 他の変形例に係る分離部２０を示す端面図である。 他の変形例に係る分離部４０を示す端面図である。 一変形例に係る叩打部材２４を示す平面図である。 一変形例に係る叩打部材４４を示す平面図である。 他の変形例に係る叩打部材２４を示す側面図である。 他の変形例に係る叩打部材４４を示す側面図である。

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、吸水性ポリマー、フラッフパルプ及びその他の材料を含む衛生材を処理することにより、衛生材から上記その他の材料を分離するものである。衛生材は、不良品ないし廃棄物としての衛生材であることが好ましい。衛生材としては、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、衛生材が紙おむつ、上記その他の材料がプラスチック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）、分離部２０（第１の粗分離部）、細断部３０（第２の細断部）、分離部４０（第２の粗分離部）、及び細断部５０（第３の細断部）を備えている。

細断部１０は、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。スクリーンの孔径は、例えば、５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。

図２〜図４を参照しつつ、分離部２０の構造を説明する。図２及び図３は、分離部２０を示す端面図である。分離部２０は、細断部１０によって細断された紙おむつから吸水性ポリマー及びフラッフパルプを分離する。この分離部２０は、ドラム２２（第１の筒状部）、叩打部材２４（第１の叩打部材）及び回転軸２６（第１の回転軸）を有している。

ドラム２２は、略円筒状をしており、叩打部材２４及び回転軸２６を包囲するように設けられている。ドラム２２は、その中心軸周りに回転可能である。ドラム２２の中心軸は、水平である。ドラム２２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。ドラム２２の内径は、例えば、３０ｃｍ以上５０ｃｍ以下である。

図４は、ドラム２２を示す側面図である。ドラム２２には、多数の孔２２ａ（第１の孔）が形成されている。孔２２ａは、ドラム２２の略全体にわたって形成されている。孔２２ａは、細断部１０によって細断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、吸水性ポリマー及びフラッフパルプは通過させる。孔２２ａの径は、例えば、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

ドラム２２内には、叩打部材２４が設けられている。叩打部材２４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２４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２６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２６の中心軸は、水平である。当該中心軸に平行及び垂直な端面が、それぞれ図２及び図３に示されている。ただし、図３は、孔２２ａを含まない端面を示している。回転軸２６の中心軸は、ドラム２２の中心軸に一致する。すなわち、ドラム２２と回転軸２６とは、同一の中心軸を有している。ただし、回転軸２６は、ドラム２２とは独立して回転する。本実施形態においてドラム２２と回転軸２６とは、上記中心軸周りに、互いに反対方向に回転する。

上述の叩打部材２４は、回転軸２６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２４が設けられている。図２からわかるように、叩打部材２４は、回転軸２６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２４が回転軸２６の周囲に放射状に取り付けられている。各叩打部材２４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２６の外径は、例えば、１５ｃｍ以上２５ｃｍ以下である。また、ドラム２２の内周面と叩打部材２４の先端との間隔は、例えば、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

分離部２０において、細断部１０によって細断された紙おむつがドラム２２に収容された状態で、ドラム２２及び回転軸２６を回転させると、回転軸２６と共に回転する叩打部材２４が紙おむつを繰り返し叩打する。すると、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及びフラッフパルプの解離が促される。プラスチックから解離した吸水性ポリマー及びフラッフパルプは、孔２２ａを通じてドラム２２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及びフラッフパルプの一部が分離される。このように、分離部２０は、細断部１０によって細断された紙おむつが収容された状態でドラム２２及び回転軸２６を回転させながら、叩打部材２４で紙おむつを叩打することにより、紙おむつから、孔２２ａを通過した吸水性ポリマー及びフラッフパルプを分離する。

さらに、ドラム２２の内周面上には、突条２８（第１の突条）が設けられている。突条２８は、ドラム２２の中心軸方向に延在している。突条２８は、図４からわかるように、ドラム２２の中心軸方向の略全体にわたって延在している。また、突条２８は、断面が略三角形である（図３参照）。突条２８の高さ（ドラム２２の径方向の長さ）は、例えば、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。突条２８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２８は、ドラム２２の内周面上に等間隔で配設されている。すなわち、ドラム２２の中心軸に垂直な端面（図３に示す端面）において、１つの突条２８と中心軸とを結んだ線分と、その隣の突条２８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。

細断部３０は、分離部２０によって吸水性ポリマーの一部及びフラッフパルプの一部が分離された紙おむつを細断する。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。スクリーンの孔径は、例えば、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。

図５〜図７を参照しつつ、分離部４０の構造を説明する。図５及び図６は、分離部４０を示す端面図である。分離部４０は、細断部３０によって細断された紙おむつから吸水性ポリマー及びフラッフパルプを分離する。この分離部４０は、ドラム４２（第２の筒状部）、叩打部材４４（第２の叩打部材）及び回転軸４６（第２の回転軸）を有している。

ドラム４２は、略円筒状をしており、叩打部材４４及び回転軸４６を包囲するように設けられている。ドラム４２は、その中心軸周りに回転可能である。ドラム４２の中心軸は、水平である。ドラム４２には、細断部３０によって細断された紙おむつが収容される。ドラム４２の内径は、例えば、３０ｃｍ以上５０ｃｍ以下である。

図７は、ドラム４２を示す側面図である。ドラム４２には、多数の孔４２ａ（第２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、吸水性ポリマー及びフラッフパルプは通過させる。孔４２ａの平面視での面積は、孔２２ａの平面視での面積よりも小さい。孔４２ａの径は、例えば、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。

ドラム４２内には、叩打部材４４が設けられている。叩打部材４４は、細断部３０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４４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。回転軸４６の中心軸は、水平である。当該中心軸に平行及び垂直な端面が、それぞれ図５及び図６に示されている。ただし、図６は、孔４２ａを含まない端面を示している。回転軸４６の中心軸は、ドラム４２の中心軸に一致する。すなわち、ドラム４２と回転軸４６とは、同一の中心軸を有している。ただし、回転軸４６は、ドラム４２とは独立して回転する。本実施形態においてドラム４２と回転軸４６とは、上記中心軸周りに、互いに反対方向に回転する。

上述の叩打部材４４は、回転軸４６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４４が設けられている。図５からわかるように、叩打部材４４は、回転軸４６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６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４４が回転軸４６の周囲に放射状に取り付けられている。各叩打部材４４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４６の外径は、例えば、１５ｃｍ以上２５ｃｍ以下である。また、ドラム４２の内周面と叩打部材４４の先端との間隔は、上述のドラム２２の内周面と叩打部材２４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。

分離部４０において、細断部３０によって細断された紙おむつがドラム４２に収容された状態で、ドラム４２及び回転軸４６を回転させると、回転軸４６と共に回転する叩打部材４４が紙おむつを繰り返し叩打する。すると、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及びフラッフパルプの解離が促される。プラスチックから解離した吸水性ポリマー及びフラッフパルプは、孔４２ａを通じてドラム４２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残り及びフラッフパルプの残りが分離される。このように、分離部４０は、細断部３０によって細断された紙おむつが収容された状態でドラム４２及び回転軸４６を回転させながら、叩打部材４４で紙おむつを叩打することにより、紙おむつから、孔４２ａを通過した吸水性ポリマー及びフラッフパルプを分離する。

さらに、ドラム４２の内周面上には、突条４８（第２の突条）が設けられている。突条４８は、ドラム４２の中心軸方向に延在している。突条４８は、図７からわかるように、ドラム４２の中心軸方向の略全体にわたって延在している。また、突条４８は、断面が略三角形である（図６参照）。突条４８の高さ（ドラム４２の径方向の長さ）は、上述の突条２８の高さよりも小さく、例えば３ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。突条４８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４８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の中心軸に垂直な端面（図６に示す端面）において、１つの突条４８と中心軸とを結んだ線分と、その隣の突条４８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。

細断部５０は、分離部４０によって吸水性ポリマーの残り及びフラッフパルプの残りが分離された紙おむつを細断する。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。スクリーンの孔径は、例えば、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。

図１に戻って、分離装置１は、分離部６０（第１の細分離部）、ポリマー分類部６２（第１のポリマー分類部）、ポリマー粉砕部６４（第１のポリマー粉砕部）、及びパルプ処理部６６（第１のパルプ処理部）を更に備えている。

分離部６０は、分離部２０によって紙おむつから分離された吸水性ポリマー及びフラッフパルプを互いに分離する。分離部６０としては、例えば、吸水性ポリマーとフラッフパルプとの比重差又は粒度差を利用して両者を分離する分離機を用いることができる。

ポリマー分類部６２は、分離部６０によって分離された吸水性ポリマーを粒度の違いによって複数のグループに分類する。これにより、吸水性ポリマーは、例えば、第１の粒度を有する第１グループ、第１の粒度よりも小さい第２の粒度を有する第２グループ、及び第２の粒度よりも小さい第３の粒度を有する第３グループに分類される。ポリマー分類部６２としては、例えば篩機を用いることができる。ポリマー粉砕部６４は、ポリマー分類部６２によって最も粒度が小さいグループ（上述の例では第３グループ）に分類された吸水性ポリマーを粉砕する。

パルプ処理部６６は、吸水性ポリマーとフラッフパルプとの比重差を利用して、分離部６０によって分離されたフラッフパルプから、当該フラッフパルプに付着している吸水性ポリマーを分離する。

分離装置１は、分離部７０（第２の細分離部）、ポリマー分類部７２（第２のポリマー分類部）、ポリマー粉砕部７４（第２のポリマー粉砕部）、パルプ処理部７６（第２のパルプ処理部）、及びパルプ粉砕部７８を更に備えている。

分離部７０は、分離部４０によって紙おむつから分離された吸水性ポリマー及びフラッフパルプを互いに分離する。分離部７０としては、例えば、吸水性ポリマーとフラッフパルプとの比重差又は粒度差を利用して両者を分離する分離機を用いることができる。

ポリマー分類部７２は、分離部７０によって分離された吸水性ポリマーを粒度の違いによって複数のグループに分類する。ポリマー分類部７２としては、例えば篩機を用いることができる。ポリマー粉砕部７４は、ポリマー分類部７２によって最も粒度が小さいグループに分類された吸水性ポリマーを粉砕する。ポリマー粉砕部７４として、ポリマー粉砕部６４と共通の粉砕機を用いてもよい。

パルプ処理部７６は、吸水性ポリマーとフラッフパルプとの比重差を利用して、分離部７０によって分離されたフラッフパルプから、当該フラッフパルプに付着している吸水性ポリマーを分離する。パルプ粉砕部７８は、パルプ処理部７６によって吸水性ポリマーが分離されたフラッフパルプを粉砕する。

続いて、分離装置１の動作を説明する。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、分離部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。分離部２０に移送された紙おむつは、回転するドラム２２内に収容された状態で、叩打部材２４によって叩打される。すると、叩打部材２４の叩打による打撃力やドラム２２の回転による遠心力等により、プラスチックから吸水性ポリマー及びフラッフパルプが解離する。プラスチックから解離した吸水性ポリマー及びフラッフパルプは、孔２２ａを通じてドラム２２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及びフラッフパルプの一部が分離される。

分離部２０による分離が行われた後の紙おむつは、細断部３０に移送され、更に細断される。細断部３０によって細断された紙おむつは、分離部４０に移送される。分離部４０に移送された紙おむつは、回転するドラム４２内に収容された状態で、叩打部材４４によって叩打される。すると、叩打部材４４の叩打による打撃力やドラム４２の回転による遠心力等により、プラスチックから吸水性ポリマー及びフラッフパルプが解離する。プラスチックから解離した吸水性ポリマー及びフラッフパルプは、孔４２ａを通じてドラム４２の外に排出される。これにより、紙おむつから、吸水性ポリマーの残り及びフラッフパルプの残りが分離される。分離部４０による分離が行われた後の紙おむつは、細断部５０に移送され、更に細断される。これにより、主にプラスチックからなる粉砕材料が得られる。

また、分離部２０によって紙おむつから分離された、吸水性ポリマー及びフラッフパルプの混合物は、分離部６０に移送される。分離部６０に移送された混合物は、吸水性ポリマーとフラッフパルプとに分離される。なお、上記混合物にはプラスチックが含まれている場合があるが、その場合、混合物は、分離部６０によって吸水性ポリマー、フラッフパルプ及びプラスチックに分離される。ここで分離されたプラスチックも、細断部３０に移送される。

分離部６０によって分離された吸水性ポリマー及びフラッフパルプは、それぞれポリマー分類部６２及びパルプ処理部６６に移送される。ポリマー分類部６２に移送された吸水性ポリマーは、粒度の違いによって複数のグループに分類される。そのうち最も粒度が小さいグループに分類された吸水性ポリマーは、ポリマー粉砕部６４に移送され、更に細かく粉砕される。他方、パルプ処理部６６に移送されたフラッフパルプからは、そこに付着している吸水性ポリマーが分離される。

同様に、分離部４０によって紙おむつから分離された、吸水性ポリマー及びフラッフパルプの混合物は、分離部７０に移送される。分離部７０に移送された混合物は、吸水性ポリマーとフラッフパルプとに分離される。なお、上記混合物にはプラスチックが含まれている場合があるが、その場合、混合物は、分離部７０によって吸水性ポリマー、フラッフパルプ及びプラスチックに分離される。ここで分離されたプラスチックも、細断部５０に移送される。

分離部７０によって分離された吸水性ポリマー及びフラッフパルプは、それぞれポリマー分類部７２及びパルプ処理部７６に移送される。ポリマー分類部７２に移送された吸水性ポリマーは、粒度の違いによって複数のグループに分類される。そのうち最も粒度が小さいグループに分類された吸水性ポリマーは、ポリマー粉砕部７４に移送され、更に細かく粉砕される。他方、パルプ処理部７６に移送されたフラッフパルプからは、そこに付着している吸水性ポリマーが分離される。このフラッフパルプは、パルプ粉砕部７８に移送され、更に細かく粉砕される。

図８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８０は、液体を吸収する吸水処理材であり、芯部８２（造粒物）及び被覆部８４を備えている。吸水処理材８０は、例えば、人や動物の排泄物を吸収するトイレ用敷材として用いることができる。

芯部８２は、粒状に成形されている。芯部８２の形状としては、例えば、球、楕円体、円柱が挙げられる。芯部８２は、尿等の液体を吸水及び保水する機能を有する。芯部８２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粉砕材料（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。本実施形態において芯部８２は、当該粉砕材料のみから構成されている。

被覆部８４は、芯部８２を覆っている。被覆部８４は、芯部８２の表面の全体を覆っていてもよいし、芯部８２の表面の一部のみを覆っていてもよい。この被覆部８４は、使用時に尿等の液体を吸収した吸水処理材８０どうしを付着させて固まりにする機能を有する。被覆部８４の材料（被覆材料）としては、吸水性ポリマー及び／又はフラッフパルプが用いられている。

この吸水性ポリマーは、分離部２０又は分離部４０によって紙おむつから分離されたものである。詳細には、分離部２０によって紙おむつから分離された後にポリマー粉砕部６４によって粉砕された吸水性ポリマー、又は分離部４０によって紙おむつから分離された後にポリマー粉砕部７４によって粉砕された吸水性ポリマーである。また、上記フラッフパルプは、分離部４０によって紙おむつから分離されたものである。詳細には、分離部４０によって紙おむつから分離された後にパルプ粉砕部７８によって粉砕されたフラッフパルプである。本実施形態において被覆部８４は、これらの吸水性ポリマー及びフラッフパルプのみから構成されている。

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８０の製造方法の一例を説明する。この製造方法は、取得工程、造粒工程及び被覆工程を含んでいる。取得工程においては、分離装置１を用いて、細断部５０によって細断された紙おむつからなる粉砕材料（主にプラスチックからなる粉砕材料）を取得する。

造粒工程においては、取得工程において得られた粉砕材料を含む被造粒材料を造粒する。本実施形態において被造粒材料は、当該粉砕材料のみからなる。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、芯部８２が形成される。

被覆工程においては、造粒工程において形成された芯部８２の表面に被覆材料を付着させる。本実施形態において被覆材料は、上述のとおり、紙おむつから分離された吸水性ポリマー及びフラッフパルプのみからなる。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、被覆部８４が形成される。

その後、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。さらに、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、芯部８２の含水率を適宜調整する。以上により、吸水処理材８０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、細断部１０による細断及び分離部２０による分離の後に、細断部３０及び細断部５０による細断、並びに分離部４０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。さらに、分離部２０及び分離部４０においては、それぞれ叩打部材２４及び叩打部材４４による叩打が行われる。これにより、分離部２０，４０において吸水性ポリマー及びフラッフパルプ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材である場合に、特に有用である。かかる衛生材においては、シート状のプラスチックに粒子状の吸水性ポリマーや綿状のフラッフパルプが付着しているという構造上、吸水性ポリマー及びフラッフパルプを分離しにくく、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。

分離部２０に関し、叩打部材２４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２４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。また、かかる構成により、処理対象物である紙おむつが叩打部材２４に絡みつきにくくなるという利点も得られる。これに対し、叩打部材が板状ではなく棒状である場合、処理対象物が叩打部材に絡みついてしまうという問題がある。

叩打部材２４は、回転軸２６の周囲に取り付けられている。かかる構成により、回転軸２６と共に叩打部材２４を回転させることができる。これにより、叩打部材２４による紙おむつの叩打を効率良く行うことができる。

分離部２０には、回転軸２６の周囲に放射状に取り付けられた複数の叩打部材２４が設けられている。これにより、回転軸２６が１回転する間に複数の叩打部材２４によって紙おむつが叩打されるため、叩打部材２４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。

分離部２０には、叩打部材２４及び回転軸２６を包囲するようにドラム２２が設けられている。このため、叩打部材２４によって叩打された紙おむつの一部は、ドラム２２の内周面に擦りつけられることになる。これにより、分離部２０においては、叩打部材２４によって叩打される際に紙おむつに働く打撃力に加え、ドラム２２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及びフラッフパルプの解離に寄与する。また、紙おむつの一部は、叩打部材２４によって叩き飛ばされて、ドラム２２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及びフラッフパルプの解離に寄与する。

ドラム２２と回転軸２６とは、同一の中心軸周りに、互いに反対方向に回転するように構成されている。これにより、紙おむつがドラム２２の内周面から受ける力が増大するため、プラスチックからの吸水性ポリマー及びフラッフパルプの解離が一層促される。ただし、ドラム２２の回転方向は、回転軸２６の回転方向と同じであってもよい。その場合、回転軸２６の回転速度は、ドラム２２の回転速度よりも大きいことが好ましい。

ドラム２２には、突条２８が設けられている。突条２８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２２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２２内の紙おむつは、突条２８により掬い上げられることにより、ドラム２２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２２の内周面の広範囲に行き渡るようになるため、分離部２０による分離が促進される。また、紙おむつがドラム２２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及びフラッフパルプの解離が促される。さらに、突条２８が設けられていることにより、叩打部材２４によって叩打された紙おむつは、突条２８に引っ掛かった状態で、ドラム２２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及びフラッフパルプの解離が一層促される。

分離部４０に関し、叩打部材４４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４４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。また、かかる構成により、処理対象物である紙おむつが叩打部材４４に絡みつきにくくなるという利点も得られる。

叩打部材４４は、回転軸４６の周囲に取り付けられている。かかる構成により、回転軸４６と共に叩打部材４４を回転させることができる。これにより、叩打部材４４による紙おむつの叩打を効率良く行うことができる。

分離部４０には、回転軸４６の周囲に放射状に取り付けられた複数の叩打部材４４が設けられている。これにより、回転軸４６が１回転する間に複数の叩打部材４４によって紙おむつが叩打されるため、叩打部材４４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。

分離部４０には、叩打部材４４及び回転軸４６を包囲するようにドラム４２が設けられている。このため、叩打部材４４によって叩打された紙おむつの一部は、ドラム４２の内周面に擦りつけられることになる。これにより、分離部４０においては、叩打部材４４によって叩打される際に紙おむつに働く打撃力に加え、ドラム４２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及びフラッフパルプの解離に寄与する。また、紙おむつの一部は、叩打部材４４によって叩き飛ばされて、ドラム４２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及びフラッフパルプの解離に寄与する。

ドラム４２と回転軸４６とは、同一の中心軸周りに、互いに反対方向に回転するように構成されている。これにより、紙おむつがドラム４２の内周面から受ける力が増大するため、プラスチックからの吸水性ポリマー及びフラッフパルプの解離が一層促される。ただし、ドラム４２の回転方向は、回転軸４６の回転方向と同じであってもよい。その場合、回転軸４６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。

ドラム４２の内周面と叩打部材４４の先端との間隔は、ドラム２２の内周面と叩打部材２４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分離部２０においてはドラム２２と叩打部材２４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４０においてはドラム４２と叩打部材４４との間隔が比較的小さい。このように処理対象物である紙おむつ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２０，４０においても、紙おむつに対して適度な摩擦力を与えることができる。ただし、ドラム４２の内周面と叩打部材４４の先端との間隔をドラム２２の内周面と叩打部材２４の先端との間隔よりも小さくすることは、必須でない。

ドラム４２には、突条４８が設けられている。突条４８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内の紙おむつは、突条４８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。かかる掬い上げ作用により、紙おむつは、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、紙おむつがドラム４２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及びフラッフパルプの解離が促される。さらに、突条４８が設けられていることにより、叩打部材４４によって叩打された紙おむつは、突条４８に引っ掛かった状態で、ドラム４２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及びフラッフパルプの解離が一層促される。

突条４８の高さは、突条２８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２０においては突条２８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４０においては突条４８の高さが比較的小さい。このように処理対象物である紙おむつ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２０，４０においても、突条による紙おむつ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４８の高さを突条２８の高さよりも小さくすることは、必須でない。

吸水処理材８０においては、芯部８２の材料として、取得工程において得られた、主にプラスチックからなる粉砕材料が用いられている。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、材料調達コストを削減することができる。特に本実施形態においては、被造粒材料が上記粉砕材料のみからなる。これにより、１種類の衛生材を分級して得られる材料のみを用いて芯部８２を形成することができる。このことは、材料調達コストの一層の削減に資する。

また、取得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、芯部８２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。

被覆部８４の材料として、分離部２０又は分離部４０によって紙おむつから分離された吸水性ポリマー、及び／又は分離部４０によって紙おむつから分離されたフラッフパルプが用いられている。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、材料調達コストを削減することができる。特に本実施形態においては、被覆材料が上記吸水性ポリマー及び上記フラッフパルプのみからなる。これにより、１種類の衛生材を分級して得られる材料のみを用いて吸水処理材８０全体を形成することができる。このことは、材料調達コストの一層の削減に資する。

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、複数の叩打部材２４が全て同じ長さを有する場合を例示した。しかし、複数の叩打部材２４のうち少なくとも２つは、互いに異なる長さを有していてもよい。例えば、図９に示すように、複数の叩打部材２４は、比較的長い叩打部材２４２と、比較的短い叩打部材２４４とを含んでいてもよい。本例においては、回転軸２６の中心軸に沿った各箇所において、叩打部材２４２と叩打部材２４４とが交互に配置されている。

図１０及び図１１を参照しつつ、かかる構成の利点を説明する。複数の叩打部材２４が全て同じ長さを有する場合、図１０に示すように、叩打部材２４の風圧等により、処理対象物（衛生材）は、ドラム２２の内周面近傍の狭い領域Ｒ１に偏在しがちになる。これに対し、複数の叩打部材２４が異なる長さを有する場合、図１１に示すように、処理対象物は、回転軸２６の径方向の内側に入り込みやすくなるため、より広い領域Ｒ２に分散するようになる。そのため、叩打部材２４による叩打をより効率的に行うことができる。すなわち、回転軸２６が１回転する間に、より多くの処理対象物を叩打することができる。

さらに、この場合、回転軸２６の径方向の複数の位置において、叩打部材２４の先端部で処理対象物を叩打することができる。つまり、径方向の比較的外側においては叩打部材２４２の先端部で、径方向の比較的内側においては叩打部材２４４の先端部で、それぞれ処理対象物を叩打することができる。このように叩打部材２４の先端部で叩打される場合、処理対象物は、当該先端部の角に衝突することになる。したがって、叩打部材２４の先端部で叩打することは、処理対象物に強い衝撃を与える上で有利である。同様に、図１２に示すように、複数の叩打部材４４は、比較的長い叩打部材４４２と、比較的短い叩打部材４４４とを含んでいてもよい。

また、複数の叩打部材２４は、相異なる長さを有する３種類の叩打部材を含んでいてもよい。例えば、図１３に示すように、複数の叩打部材２４は、上述の叩打部材２４２，２４４に加えて、叩打部材２４４よりも更に短い叩打部材２４６を含んでいてもよい。本例においては、回転軸２６の中心軸に沿った各箇所において、叩打部材２４２、叩打部材２４４及び叩打部材２４６がこの順に繰り返し配置されている。なお、同図において、回転軸２６は、左回り（反時計回り）に回転する。同様に、図１４に示すように、複数の叩打部材４４は、叩打部材４４２、叩打部材４４２よりも短い叩打部材４４４、及び叩打部材４４４よりも短い叩打部材４４６を含んでいてもよい。

上記実施形態において、叩打部材２４の板面には、図１５に示すように、開口部２４ａ（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２４ａが形成されている。これらの開口部２４ａは、叩打部材２４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２４が回転する際、開口部２４ａを通じて空気が逃げるため、叩打部材２４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、分離部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２４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２４の板面から遠ざかってしまうため、叩打部材２４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２４の略全体又は一部を網状にすることにより、開口部２４ａを形成してもよい。その場合、叩打部材２４の網目が開口部２４ａに相当する。叩打部材４４の板面にも、図１６に示すように、同様の開口部４４ａ（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２４の板面は、図１７に示すように、凹凸面になっていてもよい。すなわち、叩打部材２４の板面（処理対象物を叩打する面）には、凹凸部２４ｂ（第１の凹凸部）が形成されている。図中に矢印で示すように、叩打部材２４及び回転軸２６は、左回り（反時計回り）に回転する。かかる凹凸面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４４の板面にも、図１８に示すように、同様の凹凸部４４ｂ（第２の凹凸部）が形成されていてもよい。

上記実施形態においては、芯部８２及び被覆部８４からなる複層構造の吸水処理材８０を例示した。しかし、被覆部８４を設けることは必須でない。すなわち、吸水処理材８０は、芯部８２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 分離部（第１の粗分離部）
２２ ドラム（第１の筒状部）
２２ａ 孔（第１の孔）
２４ 叩打部材（第１の叩打部材）
２４ａ 開口部（第１の開口部）
２４ｂ 凹凸部（第１の凹凸部）
２６ 回転軸（第１の回転軸）
２８ 突条（第１の突条）
３０ 細断部（第２の細断部）
４０ 分離部（第２の粗分離部）
４２ ドラム（第２の筒状部）
４２ａ 孔（第２の孔）
４４ 叩打部材（第２の叩打部材）
４４ａ 開口部（第２の開口部）
４４ｂ 凹凸部（第２の凹凸部）
４６ 回転軸（第２の回転軸）
４８ 突条（第２の突条）
５０ 細断部（第３の細断部）
６０ 分離部（第１の細分離部）
６２ ポリマー分類部（第１のポリマー分類部）
６４ ポリマー粉砕部（第１のポリマー粉砕部）
６６ パルプ処理部（第１のパルプ処理部）
７０ 分離部（第２の細分離部）
７２ ポリマー分類部（第２のポリマー分類部）
７４ ポリマー粉砕部（第２のポリマー粉砕部）
７６ パルプ処理部（第２のパルプ処理部）
７８ パルプ粉砕部
８０ 吸水処理材
８２ 芯部（造粒物）
８４ 被覆部

Claims (30)

1. 吸水性ポリマー、フラッフパルプ及びその他の材料を含む衛生材を細断する第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衛生材を叩打する第１の叩打部材を有し、当該第１の叩打部材で前記衛生材を叩打することにより、当該衛生材から前記吸水性ポリマーの一部及び前記フラッフパルプの一部を分離する第１の粗分離部と、
   前記第１の粗分離部によって前記吸水性ポリマーの前記一部及び前記フラッフパルプの前記一部が分離された前記衛生材を細断する第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衛生材を叩打する第２の叩打部材を有し、当該第２の叩打部材で前記衛生材を叩打することにより、当該衛生材から前記吸水性ポリマーの残り及び前記フラッフパルプの残りを分離する第２の粗分離部と、
   前記第２の粗分離部によって前記吸水性ポリマーの前記残り及び前記フラッフパルプの前記残りが分離された前記衛生材を細断する第３の細断部と、
   を備える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、
   前記第１の粗分離部は、第１の回転軸を有し、
   前記第１の叩打部材は、前記第１の回転軸の周囲に取り付けられている分離装置。
3. 請求項２に記載の分離装置において、
   前記第１の粗分離部は、複数の前記第１の叩打部材を有し、
   前記複数の第１の叩打部材は、前記第１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。
4. 請求項３に記載の分離装置において、
   前記複数の第１の叩打部材のうち少なくとも２つは、互いに異なる長さを有する分離装置。
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１の叩打部材は、板状をしており、その板面で前記衛生材を叩打する分離装置。
6. 請求項５に記載の分離装置において、
   前記第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いる分離装置。
7. 請求項５又は６に記載の分離装置において、
   前記第１の叩打部材の前記板面には、第１の凹凸部が形成されている分離装置。
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１の粗分離部は、前記第１の細断部によって細断された前記衛生材に含まれる前記その他の材料を通過させずに前記吸水性ポリマー及び前記フラッフパルプを通過させる第１の孔が形成された第１の筒状部を有し、前記衛生材が収容された状態で前記第１の筒状部を回転させながら、前記第１の叩打部材で当該衛生材を叩打することにより、当該衛生材から、前記第１の孔を通過した前記吸水性ポリマー及び前記フラッフパルプを分離する分離装置。
9. 請求項１乃至８の何れかに記載の分離装置において、
   前記第２の粗分離部は、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いる分離装置。
10. 請求項９に記載の分離装置において、
    前記第２の粗分離部は、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。
11. 請求項１０に記載の分離装置において、
    前記複数の第２の叩打部材のうち少なくとも２つは、互いに異なる長さを有する分離装置。
12. 請求項１乃至１１の何れかに記載の分離装置において、
    前記第２の叩打部材は、板状をしており、その板面で前記衛生材を叩打する分離装置。
13. 請求項１２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。
14. 請求項１２又は１３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の凹凸部が形成されている分離装置。
15. 請求項１乃至１４の何れかに記載の分離装置において、
    前記第２の粗分離部は、前記第２の細断部によって細断された前記衛生材に含まれる前記その他の材料を通過させずに前記吸水性ポリマー及び前記フラッフパルプを通過させる第２の孔が形成された第２の筒状部を有し、前記衛生材が収容された状態で前記第２の筒状部を回転させながら、前記第２の叩打部材で当該衛生材を叩打することにより、当該衛生材から、前記第２の孔を通過した前記吸水性ポリマー及び前記フラッフパルプを分離する分離装置。
16. 請求項１乃至１５の何れかに記載の分離装置において、
    前記第１の粗分離部によって前記衛生材から分離された前記吸水性ポリマー及び前記フラッフパルプを互いに分離する第１の細分離部を備える分離装置。
17. 請求項１６に記載の分離装置において、
    前記第１の細分離部によって分離された前記吸水性ポリマーを粒度の違いによって複数のグループに分類する第１のポリマー分類部を備える分離装置。
18. 請求項１７に記載の分離装置において、
    前記第１のポリマー分類部によって最も粒度が小さいグループに分類された前記吸水性ポリマーを粉砕する第１のポリマー粉砕部を備える分離装置。
19. 請求項１６乃至１８の何れかに記載の分離装置において、
    前記吸水性ポリマーと前記フラッフパルプとの比重差を利用して、前記第１の細分離部によって分離された前記フラッフパルプから、当該フラッフパルプに付着している前記吸水性ポリマーを分離する第１のパルプ処理部を備える分離装置。
20. 請求項１乃至１９の何れかに記載の分離装置において、
    前記第２の粗分離部によって前記衛生材から分離された前記吸水性ポリマー及び前記フラッフパルプを互いに分離する第２の細分離部を備える分離装置。
21. 請求項２０に記載の分離装置において、
    前記第２の細分離部によって分離された前記吸水性ポリマーを粒度の違いによって複数のグループに分類する第２のポリマー分類部を備える分離装置。
22. 請求項２１に記載の分離装置において、
    前記第２のポリマー分類部によって最も粒度が小さいグループに分類された前記吸水性ポリマーを粉砕する第２のポリマー粉砕部を備える分離装置。
23. 請求項２０乃至２２の何れかに記載の分離装置において、
    前記吸水性ポリマーと前記フラッフパルプとの比重差を利用して、前記第２の細分離部によって分離された前記フラッフパルプから、当該フラッフパルプに付着している前記吸水性ポリマーを分離する第２のパルプ処理部を備える分離装置。
24. 請求項２３に記載の分離装置において、
    前記第２のパルプ処理部によって前記吸水性ポリマーが分離された前記フラッフパルプを粉砕するパルプ粉砕部を備える分離装置。
25. 請求項１乃至２４の何れかに記載の分離装置において、
    前記衛生材は、紙おむつである分離装置。
26. 請求項１乃至２５の何れかに記載の分離装置を用いて、前記第３の細断部によって細断された前記衛生材からなる粉砕材料を取得する取得工程と、
    前記取得工程において得られた前記粉砕材料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。
27. 請求項２６に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記被造粒材料は、前記粉砕材料のみからなる吸水処理材の製造方法。
28. 請求項２６又は２７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部を形成する被覆工程を含む吸水処理材の製造方法。
29. 請求項２８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、前記第１又は第２の粗分離部によって分離された前記吸水性ポリマー、及び／又は前記第２の粗分離部によって分離された前記フラッフパルプを含む吸水処理材の製造方法。
30. 請求項２９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、前記第１又は第２の粗分離部によって分離された前記吸水性ポリマー、及び前記第２の粗分離部によって分離された前記フラッフパルプのみからなる吸水処理材の製造方法。

Images